石化木，也稱為石化樹（來自古希臘語 π?τρα，意思是“巖石”或“石頭”；字面意思是“木頭變成石頭”），是一種特殊類型的化石木材的名稱， 陸地植被的化石遺跡。 石化是樹木或類樹植物通過礦化過程被石頭取代的結果，礦化過程通常包括礦化和置換。 構成細胞壁的有機材料已被礦物質復制（主要是蛋白石、玉髓或石英形式的二氧化硅）。 在某些情況下，干組織的原始結構可能會部分保留。 不同于其他植物化石，通常是壓印或壓縮，木化石是原始有機材料的三維表現。

石化過程發生在地下，當木材被埋在水飽和的沉積物或火山灰中時。 水的存在會降低氧氣的可用性，從而抑制細菌和真菌的需氧分解。 流經沉積物的富含礦物質的水可能會導致全礦化，當礦物質從溶液中沉淀出來并填充細胞內部和其他空隙時，就會發生這種情況。 在更換過程中，植物的細胞壁充當礦化的模板。 需要在纖維素和木質素的腐爛與礦物模板之間取得平衡，才能保真地保存細胞細節。 大多數有機物通常會分解，但一些木質素可能會保留下來。 蛋白石 A 形式的二氧化硅可以在溫泉環境中相對快速地包裹和滲透木材。 然而，石化木最常與埋在三角洲和泛濫平原或火山泥漿和火山灰床的細粒沉積物中的樹木聯系在一起。 這種材料已經石化的森林被稱為石化林。

當植物的木質莖被埋在富含溶解礦物質的潮濕沉積物中時，就會形成硅化木。 缺氧會減緩木材的腐爛，使礦物質能夠取代細胞壁并填充木材中的空隙。

木材主要由全纖維素（纖維素和半纖維素）和木質素組成。 這些物質加起來占木材干成分的 95%。 其中幾乎一半是纖維素，它賦予木材很大的強度。 纖維素由排列成微纖維的聚合葡萄糖長鏈組成，微纖維可增強木材中的細胞壁。 半纖維素是各種單糖的支鏈聚合物，構成了硬木剩余成分的大部分，而木質素是苯丙烷的聚合物，在軟木中含量更高。 半纖維素和木質素包裹并加強纖維素微纖維。

死木通常會被微生物迅速分解，首先是全纖維素。 木質素是疏水性的（防水的）并且腐爛得慢得多。 腐爛率受溫度和水分含量的影響，但氧氣的排除是保存木材組織的最重要因素：分解木質素的生物必須在其生命過程中有氧氣。 結果，比始新世更早（約 5600 萬年或更早）的化石木材幾乎失去了所有的全纖維素，只剩下木質素。 除了微生物分解外，埋在堿性環境中的木材也會因與堿發生無機反應而迅速分解。

木材通過迅速埋藏在泥土中，特別是火山灰形成的泥土中，可以防止分解。 然后將木材礦化以將其轉化為石頭。 非礦化木材已從古生代地層中回收，特別是來自 Berea 砂巖的 Callixylon，但這是非常不尋常的。 石化木后來因周圍沉積物的侵蝕而暴露出來。 非礦化木化石在暴露時會迅速被侵蝕破壞，但石化木非常耐用。

已在硅化木中鑒定出約 40 種礦物質，但二氧化硅礦物質是迄今為止最重要的。 方解石和黃鐵礦不太常見，其他的則相當罕見。 二氧化硅通過氫鍵與細胞壁中的纖維素結合，形成一種模板。

然后，在纖維素分解時，額外的二氧化硅會取代纖維素，因此細胞壁通常會非常詳細地保存下來。 因此，細胞壁內開始硅化，細胞內和細胞間的空間逐漸充滿二氧化硅。 隨著時間的推移，幾乎所有的原始有機物質都消失了； 只有大約 10% 留在硅化木中。 剩下的材料幾乎是純二氧化硅，只有鐵、鋁、堿金屬和堿土金屬元素含量超過痕量。 鐵、鈣、鋁是最常見的，這些元素中的一種或多種可能占成分的 1% 以上。

二氧化硅最初采用何種形式仍然是一個研究課題。 有證據表明最初沉積為蛋白石，然后在 l 內重結晶成石英。