Travertenler, doğanın sunduğu benzersiz oluşumlardan biridir ve sıcak su kaynaklarının etkisiyle meydana gelir. Bu su kaynaklarındaki mineral yoğunluğu, zamanla katmanlar halinde birikerek ilginç yapılar oluşturur. Kalsiyum bileşenleri, sıcak suyun yüzeye çıkmasıyla birlikte atmosferle etkileşime girer ve bu süreç, travertenlerin en belirgin özelliklerini şekillendirir.

Travertenler, sıcak su kaynaklarında bulunan kalsiyum karbonatın (CaCO₃) havadaki oksijenle temas ederek karbondioksit ve karbon monoksitin uçması ve geriye kalan kalsiyum karbonatın çökelmesiyle oluşur. Pamukkale travertenlerinin oluşumu şu şekilde gerçekleşir:

• Kaynak suyu, travertenlerin katlarında çökelmeye neden olur.
• Suyun içindeki bol miktardaki kalsiyum hidrokarbonat, kaynaktan çıktıktan sonra oksijenle temas ederek çözülmeye başlar.
• Temas sırasında karbonmonoksit ve karbondioksit buharlaşırken, geriye kalan kalsiyum karbonat çökelerek zaman içinde kaya formuna girer.

Traverten oluşumu için sıcak suyun serbestçe akmaya devam etmesi gereklidir; bu yüzden koruma çalışmaları büyük önem taşır.