Travertenler, doğanın uzun süreli ve karmaşık bir sürecin ürünüdür. Bu eşsiz yapılar, yer altından fışkıran sıcak su kaynaklarının zengin mineralli yapısının zamanla yüzeye ulaşmasıyla oluşur. Gerekli koşullar sağlandığında, bu mineraller, yıllar boyunca birikerek göz alıcı beyaz katmanlar ve basamaklar şeklinde şekillenmeye başlar.

Travertenlerin doğal oluşum sürecinin ne kadar sürdüğü ile ilgili kesin bir bilgi bulunmamaktadır. Ancak, Pamukkale travertenlerinin oluşumunun yüz binlerce yıl sürdüğü düşünülmektedir. Travertenlerin oluşum süreci şu şekilde gerçekleşir:

• Yer altından çıkan sıcak su, mineral açısından zengin içeriğiyle yüzeye çıkar.
• Yüzeye çıktığında sıcaklık kaybı nedeniyle mineraller çökelir ve zamanla katmanlaşmaya başlar.
• Bu sistematik çökelme süreci, travertenlerin kendine özgü beyaz renk ve basamaklı yapısını oluşturur.