Des anneaux annuels se forment dans les tiges ligneuses grâce à la production de cellules de xylème, qui finissent par gonfler avec la sève, deviennent immobiles et se collent pour former des anneaux. Ce processus se produit chaque année dans la plupart des arbres, mais pas commencer nécessairement lorsque l'arbre atteint son premier anniversaire. Au lieu de cela, les anneaux se développent plus tard dans la vie à mesure que les arbres vieillissent et développent des cylindres vasculaires, qui fournissent les conditions nécessaires à la croissance ultérieure des anneaux.
Les cernes annuels se trouvent chez les arbres dont les tiges ligneuses contiennent deux types de tissus : primaire et secondaire. Les tissus primaires sont ceux qui sont formés par les plantes et les arbres, tandis que les tissus secondaires sont ceux générés par le développement du cambium par l'arbre ou la plante. Les arbres ajoutent chaque année des tissus secondaires à leurs réserves de tissus préexistantes. L'accumulation de ces tissus est appelée épaississement secondaire, qui crée les centres en bois durs des tiges ligneuses et crée les effets visuels des cernes annuels. Le processus d'épaississement secondaire commence chez les jeunes arbres, dont les tiges sont constituées de faisceaux de tissus transportant des fluides. À mesure que les arbres vieillissent, les couches de cambium s'épaississent et fusionnent. Finalement, cette fusion crée des cylindres vasculaires, qui permettent la formation d'anneaux dans les années suivantes. Des cellules de xylème sont produites à chaque saison de croissance dans ces cylindres ; éventuellement, les cellules se bouchent et se solidifient, créant l'apparence d'anneaux.
