雨花石形成的原因主要与火山运动有关，250万到150万年前的火山运动，产生了大量的二氧化硅。当岩浆冷却之后，二氧化硅慢慢分离，形成了原生玛瑙。又经过了一系列的地质作用，原生玛瑙形成了雨花石。
雨花石形成的原因各异，主要与火山运动有关。据专家考证，雨花石形成的时间约为250万~150万年前，当时的秦淮河和长江中下游地带，火山运动频繁，大量岩浆从地壳喷涌而出，产生了大量的二氧化硅。
当岩浆冷却之后，二氧化硅被填充在火山岩的空隙当中，随后二氧化硅被慢慢分离，逐渐形成了石英、玉髓和蛋白石的混合物，即原生玛瑙。而后经过地壳运动等外力作用，原生玛瑙脱落，又经过了自然的不断打磨掩埋，形成了雨花石。
雨花石的诞生，经过了原生形成、次生搬运和沉积砾石层三个阶段。因为雨花石是火山运动的产物，所以能够清楚的看到一些特殊的矿物结晶形态、火山作用、生物作用等科学现象。也因此，雨花石具有不同的花纹和颜色。
