和田玉的形成是一个漫长而复杂的地质过程。它主要形成于2亿多年前的古生代晚期，由中酸性岩浆岩与镁质大理岩经过接触交代作用形成。这一过程需要特定的温度、压力条件，通常在300-380℃和小于2.5千帕的压力下完成。和田玉的主要矿物成分是透闪石，含量高达95-98%，这种特殊的矿物组合赋予了和田玉独特的温润质地和油性特征。

和田玉的形成过程可以分为几个关键阶段。首先是沉积阶段，十几亿年前昆仑山脉北部边缘的浅海沉积了大量含镁质白云岩。随后地壳运动使白云岩变成白云石大理岩。到了古生代晚期，强烈的地壳运动和岩浆活动使中酸性侵入岩沿断裂带侵入白云石大理岩，发生透辉石化等蚀变作用。在海西运动晚期，侵入体派生的中酸性岩脉再次侵入蚀变带，在适当的地质条件下最终形成和田玉。这一过程极为缓慢，通常需要数百万年甚至上亿年时间。

和田玉的品质与其形成条件密切相关。权威检测数据显示，和田玉透闪石含量稳定在95-98%，阳起石含量低于3%，这种黄金比例造就了其特有的"油性"特征。相比之下，青海玉的透闪石含量多在85-92%之间，且伴生矿物较多，导致其质地和油性都略逊一筹。和田玉的纤维交织结构使其具有极高的韧性，抗断裂强度可达3500kg/cm²，这也是其能够经受数千年雕琢而不损的重要原因。

从地质学角度看，和田玉的形成需要极为苛刻的条件。必须存在富含镁质的白云岩作为物质基础；需要适当的中酸性岩浆侵入；还需要特定的温度和压力环境。这些条件在昆仑山北麓恰好齐备，使得该地区成为和田玉最主要的产地。和田玉矿体形成后，还要经过长期的自然风化剥蚀，才能形成可供开采的玉料。不同类型的和田玉，如籽料、山流水料等，就是在这一后期风化过程中形成的。

和田玉的形成时间跨度极大。从最初的沉积阶段到最后形成可用玉料，往往需要数亿年时间。例如，和田玉的原生矿形成于1.5亿年前至2亿年前的中生代，而次生矿的形成则需要数千万年至数亿年。这种漫长的形成过程，使得和田玉蕴含了丰富的地质信息，也成为其珍贵价值的重要基础。现代科技手段，如同位素测年等，可以精确测定不同和田玉的形成年代，为鉴定其真伪和价值提供科学依据。