Es dauert Millionen von Jahren, bis Holz versteinert ist. Laut isotopengeologischen Daten des National Park Service sind Bäume im Petrified Forest National Park in Arizona zwischen 211 und 218 Millionen Jahre alt.
Versteinertes Holz entsteht, wenn gefällte Bäume unter Schlamm oder Vulkanasche begraben werden. Das von Sauerstoff abgeschottete Holz interagiert mit mineralischen Verbindungen wie Kieselsäure. Über Jahrmillionen kristallisiert die Kieselsäure in der Zellstruktur des Holzes und versteinert. Versteinertes Holz nimmt oft die Farben der Mineralien an, die in seinen Poren erstarrt sind.