琥珀是石化的天然植物树脂。数干万年前裸子植物的树脂和开花类植物所产生的树胶等，经地质作用埋藏于地下，经过漫长的地质时期，在持续的温度和压力作用下，失去挥发成分并聚合固化形成琥珀。琥珀属沉积作用的产物，主要产于白垩纪或第三纪的砂砾岩、煤层的沉积物中，琥珀这种由萜类化合物高度交叉聚合、脱水形成的树脂化石，其石化过程相当复杂，主要有从天然树脂转化为柯巴树脂的聚合作用和从柯巴树脂转化为琥珀的萜烯组分的蒸发作用这两个阶段。

第一阶段为树脂分子的聚合阶段。古植物分泌的半日花烷( labane)型物质接触空气与光后发生聚合作用，最初的聚合主要发生在赖伯当三烯( labdatriene)羧酸分子的共轭双键间再经异构交联作用和分子间与分子内成环作用，树脂聚合成具有多环结构的柯巴树脂。该阶段可能要经历几千年至几百万年。

第二阶段为萜烯组分的蒸发阶段。柯巴树脂含有大量的萜烯类挥发油，这些组分经过几百万年的蒸发作用形成了琥珀，该过程被形象地称为柯巴树脂的琥珀化。在埋藏过程中，天然树脂受时间、温度、压力和水等地质环境的影响，其有机成分中的不饱和键经聚合交联作用逐渐成熟除石化年龄外，有多种外部因素影响有机分子聚合反应的速率，如受热历程、压力、厌氧环境、树脂种类、沉积物类型等地质条件都是影响琥珀形成的重要因素。

琥珀的年龄从1000万年到3亿年不等。大多数宝石级琥珀的年龄从1500万年到4000万年。最古老的石化树脂可追溯至石炭纪时期，约为32亿年前。