雨花石的形成可追溯到离今300万年新生代第三纪的末期。当时长江江源不断伸长，出现浪涛奔腾的景象，秦准河与滁河也发育成具有一定规模的水系。
就在长江，秦淮河，滁河沿岸，特别在江河交汇的地方，由水流带来的卵石与砂子就在那里沉积，其中夹杂着许多彩色斑斓的天然纹石。这些纹石的前身，很多是在前期玄武岩裂缝中形成的，有些则是在更早的侏罗纪的火山岩裂隙或空洞中形成的。它们在熔岩凝结过程中，石英脉穿插其间，在低温条件下（一般低于2000度），超饱和二氧化硅呈胶体溶液状态，其带电荷的溶质体在压力影响下，电荷发生交替变化，致使二氧化硅溶质体不断与载体介质分离析出，并在以一个或多个晶核为中心凝聚，形成同心圆状的美丽花纹。
由于不同的化学元素或各类元素含量的多少有别，以至形成变化多端的颜色，有白、黄、红、黑、红白相间等，成为名扬中外的观赏石，既雨花石。