Le bois se forme dans les arbres au cours de cinq processus biologiques distincts et successifs : la division cellulaire, l'élongation cellulaire, l'épaississement de la paroi cellulaire, la mort cellulaire et la production de bois de cœur. La clé de la formation du bois réside dans les différents systèmes vasculaires des plantes - les cellules du xylème plus dures se répliquent plus rapidement que les cellules du phloème plus molles - c'est pourquoi les arbres ont plus de bois que d'autres matériaux.
La formation du bois commence dans ce qu'on appelle le cambium vasculaire, la partie de l'arbre qui déplace les nutriments vers la partie interne de la plante. Le cambium vasculaire fait partie de ce qui forme des anneaux sur les arbres. La partie externe du cambium vasculaire est du phloème plus doux, tandis que la partie interne est du xylème, mieux connu sous le nom de bois. Lorsque les nutriments passent du phloème au xylème, les cellules s'allongent et s'épaississent. Ces cellules plus longues et plus épaisses deviennent du bois.
Lorsque les cellules allongées atteignent un certain point, l'organisme programme la mort de ces cellules en libérant des substances appelées hydrolases. Ce processus tue intentionnellement les cellules tout en gardant leurs parois intactes. Ces murs donnent au bois sa structure tridimensionnelle.
En août 2014, le processus global de formation du bois n'était pas entièrement compris. Cependant, les scientifiques ont commencé à isoler des gènes et des enzymes qui conduisent à la conversion de cellules végétales vivantes en bois.
