Hóa đá gỗ có thể xảy ra theo một số cách, nhưng quy trình phổ biến nhất là bằng cách silic hóa. Điều này xảy ra khi một cái cây bị đổ và bị bao phủ bởi trầm tích. Nếu quá trình che phủ đó diễn ra đủ nhanh và đủ hoàn chỉnh, nó sẽ tạo ra một môi trường xung quanh cây không có oxy. Sự thiếu oxy này bảo vệ cấu trúc của cây khỏi mục nát và thối rữa. Nếu điều kiện cho phép, nước ngầm giàu silica, canxit và các khoáng chất khác sẽ thấm qua cây bị chôn vùi và thay thế vật liệu hữu cơ bằng vật liệu vô cơ. Với độ cứng của thành tế bào thực vật, các cấu trúc này hoạt động như một bản thiết kế để vật liệu thay thế có hình dạng chính xác của vật liệu có sẵn. Những gì bạn còn lại là một bản sao phi carbon của cái cây làm bằng đá thay vì chất hữu cơ. Một phần đáng kể của gỗ hóa đá được cho là đã hình thành từ tro bao phủ các khu rừng sau hoạt động núi lửa lớn. Điều quan trọng cần nhớ là quá trình này mất hàng nghìn năm để thay thế hoàn toàn thảm thực vật và trong thời gian này khí hậu sẽ trải qua nhiều thay đổi, vì vậy để bảo quản hoàn hảo, cần có những điều kiện rất cụ thể.

Permineralization xảy ra khi cây tiền sử ban đầu rơi vào nước đầy khoáng chất, bùn hoặc tro núi lửa. Do bị bao phủ bởi nước, bùn hoặc tro núi lửa, gỗ sẽ bị thiếu oxy, đây là động lực thúc đẩy quá trình phân hủy. Với quá trình phân hủy của gỗ diễn ra chậm hơn nhiều so với bình thường, nó sẽ dần dần được truyền các khoáng chất mà cuối cùng sẽ kết tinh, thay thế các sợi ban đầu của nó. Kết quả cuối cùng là gỗ hóa đá, hóa thạch của mảnh cây ban đầu có hình dạng và định dạng của một tảng đá.