Dokładny wiek powstania bursztynu bałtyckiego nie jest znany. Wiadomo na pewno, że powstał on z żywicy drzew porastających teren dzisiejszej Skandynawii i północnej części Morza Bałtyckiego, które wówczas było lądem. Bursztynodajny las istniał w tym miejscu już w paleogenie. Nieco cieplejszy niż dziś klimat sprawiał, że w lesie tym obok siebie występowały drzewa iglaste, drzewa liściaste, palmy i sagowce. Nie znamy również gatunku drzewa, z którego pochodzi ta kopalna żywica. Najprawdopodobniej było to drzewo iglaste z rodziny sosnowatych.
Powód, dla którego drzewa wydzielały żywicę tak obficie również nie jest jasny. Jedna z bardziej prawdopodobnych hipotez wiąże ten fakt ze wzmożoną działalnością wulkaniczną, która miała miejsce pod koniec paleocenu i na początku eocenu, 58-48 milionów lat temu. Według tej teorii sformułowanej przez polską botaniczkę prof. Hannę Czeczot powodem mogło być osiadanie lepkiego pyłu wulkanicznego na gałęziach drzew.
Żywica produkowana przez drzewa wypływała w miejscach ich zranień. Ściekała kroplami z wyłamanych gałęzi, spływała po korze, gromadziła się pod korą, wypełniała szczeliny w pniach i korzeniach. Na wielu bryłkach bursztynu do dziś zachowały się odciski kory i włókien drewna.
Żywica, która wypłynęła na zewnątrz przez pewien czas pozostawała niezastygnięta. W tą lepką pułapkę wpadały najczęściej owady, rzadziej na przykład skorpiony czy małe gady. Bywało też, że w żywicy zatopione zostały fragmenty roślin, krople wody lub bąbelki powietrza. Ciała obce wewnątrz bryłek bursztynu nazywamy inkluzjami. Dają nam one unikalną możliwość obejrzenia świata sprzed milionów lat w niemal nie zmienionej formie.
W bursztynodajnym lesie drzewa powalone kataklizmami, chorobami lub po prostu obumarłe ze starości upadały na ziemię. Stwardniała żywica nadal tkwiła w ich pniach, które przykrywane kolejnymi warstwami ściółki po woli się rozkładały. Przez jakiś więc czas żywica, z której miał powstać bursztyn bałtycki pozostawała w płytkiej warstwie osadu, w miejscu w którym powstała.
W okresie późnego eocenu, 37-34 miliony lat temu, na skutek erozyjnej działalności rzek osady te były stopniowo wymywane. Północna część obszaru, który dziś zajmuje Morze Bałtyckie była prawdopodobnie rozległą doliną, której główną oś stanowiła hipotetyczna rzeka nazwana przez polską badaczkę bursztynu profesor Barbarę Kosmowską-Ceranowicz Eridanem.
Wody Eridanu niosły bursztyn wraz z rozkruszonymi skałami na południe i osadzały ten materiał w postaci delty rzecznej w płytkiej zatoce morza eoceńskiego. Ponieważ wśród pokruszonych skał dominował typowy dla osadów morskich glaukonit o charakterystycznej, zielono-niebieskiej barwie osady te nazwano „niebieską ziemią”.
Przez kolejne miliony lat warstwy bursztynonośnej ziemi pozostawała przykryta późniejszymi osadami, aż do początku plejstocenu. Około 1 miliona lat temu nastąpiło pierwsze z serii kilku zlodowaceń. Nasuwający się i cofający lądolód skandynawski porywał ze sobą fragmenty bursztynonośnych osadów i rozrzucał je na terenie całej dzisiejszej Polski. Większa część tych osadów pozostała jednak nienaruszona. Umiejscowione dziś wzdłuż południowego brzegu Bałtyku stanowią główne źródło pozyskiwania bursztynu bałtyckiego.
