硅化木是由古树木在地下被二氧化硅替换而形成的木化石。当树木被掩埋在地下时，木质纤维部分被带出，而以二氧化硅为主的物质被带入，取代了木质部分，即发生了石化作用，从而形成了硅化木。
这种过程主要发生在远古的森林在自然力量作用下被大量埋入地底，木头在高压、低温、缺氧的地质环境下浸泡于二氧化硅饱和溶液中，树木中的碳元素逐渐被二氧化硅交代，并保留树木的原始形态及构造特点，纳入围岩的微量元素，形成五彩斑斓的色泽。
硅化木也称木化石，主要矿物成分是二氧化硅。硅化木形成于一亿万年以前，古老树木的茎杆，由于地壳的变动，被埋藏在地层中。因处于封闭、缺水的环境中，木质不易腐朽。
后经地球热液的作用，如火山爆发等，二氧化硅、硫化铁、碳酸钙等物质进入到树木的木质部细胞中，置换了原来的木质成分，保留了树木的原始的某些形态，经过一亿多万年的石化交代作用形成了木化石。
木化石绝大部分是由二氧化硅侵入形成的，所以也叫硅化木。
