Leva milhões de anos para a madeira ficar petrificada. De acordo com dados geológicos isotópicos relatados pelo National Park Service, as árvores do Parque Nacional da Floresta Petrificada no Arizona têm entre 211 e 218 milhões de anos.
A madeira petrificada ocorre quando as árvores derrubadas ficam enterradas sob a lama ou as cinzas vulcânicas. A madeira, vedada ao oxigênio, interage com compostos minerais, como a sílica. Ao longo de milhões de anos, a sílica cristaliza dentro da estrutura celular da madeira, ponto em que é petrificada. A madeira petrificada geralmente assume as cores dos minerais que se solidificaram em seus poros.