Holz bildet sich in Bäumen während fünf unterschiedlicher und aufeinanderfolgender biologischer Prozesse: Zellteilung, Zellverlängerung, Zellwandverdickung, Zelltod und Kernholzproduktion. Der Schlüssel zur Holzbildung liegt in den unterschiedlichen Gefäßsystemen der Pflanzen – härtere Xylemzellen replizieren sich schneller als weichere Phloemzellen – deshalb haben Bäume mehr Holz als andere Materialien.
Die Holzbildung beginnt im sogenannten vaskulären Kambium, dem Teil des Baumes, der Nährstoffe in den inneren Teil der Pflanze transportiert. Das vaskuläre Kambium ist Teil dessen, was an Bäumen Ringe bildet. Der äußere Teil des Gefäßkambiums ist weicheres Phloem, während der innere Teil aus Xylem, besser bekannt als Holz, besteht. Wenn Nährstoffe von Phloem zu Xylem übergehen, werden die Zellen verlängert und dicker. Diese längeren, dickeren Zellen werden zu Holz.
Wenn verlängerte Zellen einen bestimmten Punkt erreichen, programmiert der Organismus diese Zellen zum Absterben, indem er Substanzen freisetzt, die Hydrolasen genannt werden. Dieser Prozess tötet die Zellen absichtlich ab, während ihre Wände intakt bleiben. Diese Wände verleihen dem Holz seine dreidimensionale Struktur.
Bis August 2014 war der Gesamtprozess der Holzbildung noch nicht vollständig verstanden. Wissenschaftler haben jedoch damit begonnen, Gene und Enzyme zu isolieren, die zur Umwandlung lebender Pflanzenzellen in Holz führen.
