L'ambre est formé par la fossilisation de la résine due à l'oxydation et à la polymérisation. La résine est une partie naturelle des plantes souvent libérée comme mécanisme de défense. Il n'y a pas un seul arbre responsable de la formation de l'ambre.
Contrairement à la croyance populaire, l'ambre n'est pas de la sève fossilisée. C'est de la résine, qui est une substance organique amorphe semi-solide. Il a une structure à base d'unités isoprène C5H8 liées. Les plantes sécrètent de la résine dans leurs poches et canaux à travers leurs cellules épithéliales.
Lorsque les insectes et les champignons se nourrissent d'un arbre, celui-ci sécrète de la résine comme mécanisme de défense pour piéger les formes de vie prédatrices. La résine a également des propriétés curatives qui traitent les membres blessés.
Les conditions forestières naturelles provoquent l'évaporation des fractions terpénoïdes volatiles des résines. Si les fractions terpénoïdes non volatiles sont suffisamment fortes pour résister à la dégradation et aux conditions environnementales, la résine se fossilise. Les facteurs qui contribuent à la désintégration de la résine comprennent la lumière du soleil, la pluie, les extrêmes biologiques, les champignons et les bactéries.
Les pressions et températures élevées provoquées par la superposition des sédiments transforment d'abord la résine en copal. Souvent, il s'incorpore aux sédiments et au sol. Au cours de millions d'années, il se transforme en grès et schiste ressemblant à de la roche.
Selon l'Université d'État d'Emporia, la majorité de l'ambre découvert provient de roches sédimentaires du Crétacé et du Tertiaire. Cela signifie qu'il a entre 30 et 90 millions d'années.
