Taşlaşmış ağaç bir fosil türü olup bütün organik maddelerin minerallerle (çoğu kez kuvars gibi bir silikatla) yer değiştirdiği ve ağacın özgün yapısının korunduğu ağaç fosilinden ibarettir. Taşlaşma süreci, ağacın tortul bir tabakayla örtüldüğü ve oksijen yokluğundan dolayı ağacın başlangıçta korunduğu yeraltında gerçekleşir. Tortul tabaka boyunca akan mineral yönünden zengin su bitkinin hücrelerine minerallerin birikmesini sağlar ve bitkinin odunözü ve selülozu çürüyüp ortadan kalktıkça onun yerine taş bir kalıp oluşur.

Genelde bir ağacın taşlaşması 100 yıldan az bir zaman alır. Organik madde, tümüyle yok olmadan önce taşlaşmış olmalıdır.

Taşlaşma sürecinde suda/çamurda bulunan manganez, demir ve bakır gibi elementler taşlaşmış ağaca çeşitli renkler verir. Saf kuvars kristalleri renksizdir ama sürece katışıklar eklendiğinde kristaller sarı, kırmızı veya diğer renk tonları kazanabilirler.

Bir taşlaşmış ağaçta bulunabilecek katışık elementler ve bunların kazandıracağı renk tonları şunlardır:

Karbon: siyah
Kobalt: yeşil/mavi
Kromiyum: yeşil/mavi
Bakır: yeşil/mavi
Demir oksit: kırmızı, kahverengi ve sarı
Manganez: pembe/turuncu
Manganez oksit: siyah/ sarı

Taşlaşmış bir ağaç ağacın özgün yapısını mikroskobik düzeye kadar bütün ayrıntılarıyla koruyabilir. Ağaç halkaları ve çeşitli dokular sıklıkla gözlemlenebilen unsurlardır.