Pamukkale travertenleri, doğanın büyüleyici bir mucizesi olarak karşımıza çıkar. Bu eşsiz yapılar, zengin mineral içerikli termal suların belirli bir süreç içerisinde birikmesiyle oluşur. Ancak travertenlerin meydana gelme süreci, birçok faktör tarafından etkilenir ve uzun bir zaman dilimi gerektirir. Özellikle kalsiyum karbonatın suyun buharlaşmasıyla tortulaşması ve katmanlar oluşturması, bu doğal oluşumların yıllar içinde nasıl şekillendiğini anlamamıza yardımcı olur.

Pamukkale travertenlerinin oluşumunun ne kadar sürdüğü ile ilgili kesin bir bilgi bulunmamaktadır. Ancak, travertenlerin oluşum süreci şu şekilde özetlenebilir:

• Termal suların akışı. Kalsiyum karbonat açısından zengin termal sular, kaynaktan çıktıktan sonra travertenleri oluşturdukları alana dökülene kadar ortalama 240-300 metre yol kat eder.
• Buharlaşma ve çökelme. Yüzeye ulaşan su, buharlaşırken içindeki kalsiyum karbonat çökelir.
• Katmanların oluşumu. Zamanla, bu jel kıvamındaki tortu sertleşerek travertenleri ve üzerindeki katmanları meydana getirir.

Travertenlerin oluşumunun jeolojik açıdan birkaç yüz bin yıl ile milyon yıl arasında sürdüğü tahmin edilmektedir.