Nell'antichità i procedimenti standard impiegati nella produzione del vetro erano quattro, ciascuno con molte varianti più o meno complesse: lavorazione a nucleo friabile o a verga, colatura in stampi aperti o chiusi, soffiatura libera e soffiatura in stampi e forme di vario tipo. Si è risaliti a tali tecniche sottoponendo ad analisi fisica e scientifica i reperti antichi, avvalendosi dell'analogia con i procedimenti attuali e dei tentativi di riprodurre oggetti in vetro impiegando metodi antichi. Questi studi tuttavia non hanno eliminato le lacune sugli effettivi metodi di lavorazione delle antiche vetrerie e sulle tecniche specifiche da esse utilizzate. Numerosi centri presso varie civiltà produssero vasellame di vetro nel corso di molti secoli, è perciò improbabile che esistessero procedimenti uniformi o un'evoluzione comune, come dimostrato da alcuni studi. Ricerche recentissime hanno infatti scoperto l'esistenza di una ricca varietà di tecniche, di strumenti e di procedure in epoche e luoghi diversi.

Lavorazione a nucleo friabile o a verga

Questa tecnica, che apparve nell'Età del bronzo, e si diffuse dalla Mesopotamia all'Egitto, comportava la modellazione di un'anima con la forma dell'oggetto desiderato, solitamente un piccolo contenitore per unguenti, attorno ad una verga metallica. L'anima, che consisteva in una combinazione d'argilla, sabbia (ma non sempre solo sabbia) e un collante organico (escrementi), era poi ricoperta con vetro caldo, sia per immersione in un crogiolo, sia mediante ripetuti avvolgimenti di un filo vitreo. L'esterno del contenitore veniva poi fatto ruotare su una piastra di marmorizzazione che lo rendeva liscio. Si procedeva poi alla decorazione, applicando gocce e fili vitrei, (spesso trasformati in piume o festoni con l'uso di un pettine), che venivano poi pressati sulla superficie del vetro con la marmorizzazione. Dopo che il contenitore era stato ricotto, si estraeva la verga metallica e si raschiava l'anima, procedimento che lasciava la superficie interna scabra, butterata e di colore rossiccio. I manici, le anse e le basi, venivano applicati separatamente o creati dal corpo quando il vetro era ancora malleabile. Un esempio della diffusione di tale tecnica nel Mediterraneo orientale, sono i recipienti blu scuro di forme greche, decorati di giallo brillante, e ornamenti filiformi d'altro colore con motivi zigzaganti. Una serie di pendenti a forma di testina, tradizionalmente attribuiti ai fenici, sono un esempio di lavorazione diretta su verga metallica, tecnica che si differenzia dalla precedente solo per la mancanza dell'anima in argilla. Probabilmente il supporto metallico era coperto però da uno strato sottile di materiale isolante.

Colatura a stampo

Usata dall'Età del Bronzo all'epoca tardo-romana, questa tecnica prevedeva vari e molteplici metodi, impiegati per la produzione di vasellame, contenitori, perline, gioielli, intarsi, placchette e lastre di vetro. Tali metodi si ispiravano agli antichi sistemi di lavorazione dei metalli, delle ceramiche e delle terrecotte (la faience egizia era una sostanza simile al vetro, costituita principalmente da polvere di quarzo). La più semplice forma di colatura, richiede l'uso di uno stampo aperto per creare, ad esempio, perline come quelle usate dai guerrieri micenei. Procedimenti più complessi richiedevano l'uso di due o più stampi collegati fra loro, usando la tecnica a cera persa o (più comunemente), riempiendo lo spazio fra lo stampo esterno e quello interno con del vetro fuso. I recipienti monocromi venivano costruiti facendo colare il vetro allo stato fluido nello spazio cavo tra gli stampi, oppure colmando tale spazio con vetro in polvere o con segmenti di canna, prima di inserire gli stampi nella fornace. Quest'ultima tecnica venne utilizzata per alcuni recipienti di vetro-mosaico, che si ottiene da piccoli e sottili dischi sezionati da lunghe canne, di varia forma e colore. Si disponevano i dischi l'uno accanto all'altro all'interno dello stampo con la forma dell'oggetto desiderato (piatto, vassoio o ciotola). Successivamente un secondo stampo veniva sovrapposto al primo, in modo da trattenere i dischi durante la loro fusione nella fornace.

Il vetro veniva temperato, si toglievano gli stampi e gli oggetti prodotti erano rifiniti con levigatura al tornio e con materiali abrasivi. Gli orli, i manici e le basi potevano essere fusi come parte del recipiente oppure essere aggiunti in seguito. Utilizzando un metodo alternativo, preferito dall'industria vetraria romana del periodo augusteo, si poteva modellare il vetro sopra o dentro uno stampo. Una certa quantità di vetro grezzo, dalla forma circolare e più o meno delle stesse dimensioni del recipiente desiderato, (ottenuto con la colatura dal crogiolo o se si tratta di oggetti in vetro mosaico, con la fusione di sezioni o pezzi di canne), dopo essere stato raffreddato veniva posto sopra o all'interno di uno stampo e riscaldato in fornace affinché, sotto l'azione del proprio peso, assumesse la forma desiderata. Una volta temperato, il contenitore poteva essere tolto dallo stampo e levigato al tornio. Poiché soltanto un lato era stato a contatto con lo stampo, il tempo occorrente per la levigatura era dimezzato.

Soffiatura libera

La canna da soffio e la relativa tecnologia, probabilmente furono inventate nella seconda metà del primo secolo a.C., in qualche centro della regione siro-palestinese, che ha antiche tradizioni per quel che riguarda l'arte vetraria. Tale tecnica, utilizzata ancora oggi, conobbe una notevole diffusione sotto gli imperatori della dinastia giulio-claudia. Nel tempo, la soffiatura sostituì i procedimenti di lavorazione a nucleo friabile e a colatura, che vennero abbandonati, e portò alla chiusura importanti fabbriche di ceramiche. Questa innovazione consentiva ai vetrai di produrre grandi quantità di oggetti di uso quotidiano, alla portata di tutte le classi sociali dell'impero romano. L'artigiano raccoglieva una quantità di vetro fuso all'estremità di un tubo di metallo cavo, chiamato canna da soffio, e soffiando creava una bolla o bolo. Il bolo, nuovamente soffiato, veniva modellato e lasciato raffreddare, spesso in uno stampo aperto a forma di coppa, e poi soffiato sul banco del soffiatore.

Sottoposto ancora a soffiatura, il vetro era manipolato con spatole di legno e pinze, o tagliato con appositi strumenti, per raggiungere la forma desiderata. Nel corso dell'operazione il recipiente veniva ruotato per impedire che si discostasse dalla forma voluta, e quando necessario, riscaldato nuovamente nella fornace. Per rifinire e decorare il recipiente, lo si staccava ancora caldo dalla canna da soffio e si fissava la sua parte inferiore a una barra di metallo chiamata pontello. Dopo aver formato l'orlo, si procedeva all'aggiunta di decorazioni, manici, anelli di base e altri particolari. Infine il recipiente veniva sottoposto a ricottura.

Soffiatura

La tecnica della soffiatura fu perfezionata quando l'artigiano vetraio si rese conto che il bolo poteva essere interamente o parzialmente soffiato dentro uno stampo incernierato, che consentiva di dare al contenitore sia la forma che la decorazione.
Tali stampi, costruiti in legno, ceramica e metallo e particolarmente popolari nel I e II secolo d.C., furono utilizzati per la fabbricazione di coppe e calici recanti scene di anfiteatri e circhi, unite a iscrizioni in greco e latino, e nella creazione di recipienti aventi la forma di testa umana. La soffiatura a stampo portò alla fabbricazione delle bottiglie romane prismatiche o quadre, che costituiscono il prototipo di tutti i successivi contenitori di vetro prodotti con procedimenti simili. Le bottiglie erano soffiate in stampi che potevano avere un numero di lati compreso fra tre (di solito quattro) a tredici e riportavano sulla base un'iscrizione o un disegno geometrico. In una variante di questa tecnica, il recipiente, staccato dallo stampo, veniva sottoposto a un'ulteriore soffiatura che alleggeriva la forma e attenuava la decorazione, o veniva ruotato uniformemente sulla canna per creare un motivo costolature e scanalature sulle pareti interne dell'oggetto. Gli oggetti soffiati a stampo erano molto comuni nel periodo tardoromano e all'inizio di quello bizantino.

Colorazione

La colorazione del vetro antico dipendeva solo in parte dalla composizione chimica della miscela. Un influenza in tal senso era determinata anche dalle procedure di fabbricazione, in particolare dallo stato di ossidazione o di riduzione della fornace e del vetro ancora caldo. La maggior parte dei vetri può essere classificata in tre principali categorie: vetro a colorazione naturale, incolore (decolorato) o colorato intenzionalmente. La colorazione naturale verde bluastra, verde chiara e giallo verdastra degli antichi manufatti era dovuta agli ossidi di ferro e ad altre impurità presenti nella miscela. Tipico esempio di tale tipo di colorazione, sono le urne cinerarie romane. Le sfumature dal bruno dorato all'olivastro scuro o giallo verdastro, delle coppe ellenistiche, erano invece il risultato delle condizioni di ossidazione o di riduzione del vetro precedenti o contemporanee alla lavorazione. L'aggiunta di manganese o di antimonio, che neutralizzavano l'effetto dovuto alle impurità del ferro, portò alla fabbricazione di vetro trasparente, molto apprezzato dalle civiltà antiche. La colorazione intenzionale del vetro fu scoperta per errore o per tentativi, grazie all'aggiunta di ossidi metallici (utilizzati ancora oggi dall'industria vetraria). Con il rame si otteneva vetro azzurro, verde o rosso opaco, (a seconda delle condizioni della fornace), con il manganese (in condizioni favorevoli) vetro purpureo, mentre il cobalto dava vetro turchino scuro.

L'industria romana del IV secolo a.C., raggiunse un uso sofisticato di tali additivi, con la produzione del vetro dicroico (bicolore). Con l'aggiunta di polveri d'oro e d'argento, il vetro assumeva una colorazione diversa a seconda che la luce venisse trasmessa attraverso la sua superficie o riflessa dalla stessa. La famosa "coppa di Licurgo" fu realizzata con tale tecnica. I colori traslucidi maggiormente utilizzati erano il blu savoia, il color porpora, il giallo e diverse tonalità di verde.

Tra i colori opachi si usavano il bianco, il giallo, il turchese, il blu pavone, l'azzurro chiaro, varie tonalità di verde, l'arancione, e il "color carne". La maggior richiesta di colori riguardava quelli che simulavano le tonalità delle pietre naturali o la colorazione della porcellana e degli smalti. Il vetro, spesso usato come sostituto di altre sostanze, in molte lingue antiche era definito "pietra fatta dall'uomo".

Le superfici iridescenti color oro o argento, tipiche del vetro antico, non corrispondono a un tipo di colorazione eseguita intenzionalmente dagli artigiani dell'antichità, ma sono piuttosto il risultato dell'azione degli agenti atmosferici e della devetrificazione. L'effetto arcobaleno si verifica infatti quando i sottili strati di alcali contenuti nel vetro interrato per molti anni, si disgregano, nel corso del tempo, a causa dell'umidità e degli agenti chimici. Quando questo processo giunge al termine la superficie dell'oggetto risulta gravemente butterata, e l'oggetto sottoposto a corrosione si sfalda del tutto. Soltanto un clima eccezionalmente secco come quello egiziano, salva i manufatti dagli effetti distruttivi di tale aggressione.