Travertenler, doğal bir güzellik olarak karşımıza çıkarken, ardında karmaşık bir oluşum süreci barındırır. Yer altındaki mineralli sular, yüzeye ulaştıklarında çeşitli kimyasal etkileşimlerle birlikte kalsiyum karbonatın birikmesini sağlar. Sıcak su kaynaklarının etkisiyle bu süreç hızlanır ve zamanla katmanlaşarak göz alıcı traverten yapıları meydana gelir.

Travertenlerin oluşumu, yer altından çıkan mineralli suların yüzeye ulaşırken karbondioksit kaybetmesi sonucu kalsiyum karbonatın çökelmesiyle gerçekleşir. Bu süreç, zamanla sertleşerek traverten taşını oluşturur. Pamukkale travertenlerinin oluşumunda ise sıcak kaynak suları etkili olmuştur. Termal su, kaynağından çıktıktan sonra travertenlerin bulunduğu bölgeye gelir ve kat kat dökülerek yeniden kaynağa karışır. Suyun içindeki kalsiyum hidrokarbonat, oksijenle temas ettiğinde karbondioksit ve karbon monoksit buharlaşır, geriye kalan kalsiyum karbonat ise çökelerek kaya formuna girer. Travertenlerin oluşumunda etkili olan bazı faktörler:

• Kimyasal reaksiyonlar. Çeşitli kimyasal ve fiziksel reaksiyonlar, yer altı madenlerinde çökmelere neden olur.
• Sıcak su kaynakları. Özellikle kaplıca bölgelerinde sıcak su, travertenlerin oluşumunu hızlandırır.
• Mineral içeriği. Taşın rengini ve damar yapısını, yapısında bulunan demir oksitler, manganez ve kil mineralleri belirler.