和田玉的形成過程大致可以劃分為以下幾個階段：
白雲岩沉積階段：在中元古代晚期，塔里木古陸南緣（即今崑崙山脈北緣）為淺海地帶，沉積了大量的碳酸鹽，其中含鎂質的白雲岩是成玉的主要物質來源之一。
白雲岩區域變質階段：在元古代末期震旦紀，塔里木運動造成了強烈的褶皺斷裂活動，白雲岩在區域變質作用中變為白雲石大理岩，這是和田玉的前身。
白雲岩交代蝕變階段：在古生代晚期的石炭紀晚期至二疊紀晚期，華力西運動使得塔里木大陸南緣發生強烈的斷裂活動和岩漿活動。中酸性侵入岩侵入白雲石大理岩，與之發生接觸交代作用，形成了透輝石化、鎂橄欖石化和透閃石化蝕變，為成玉創造了物質條件。
成玉階段：華力西晚期侵入體派生的淺成中酸性岩脈侵入到白雲石大理岩蝕變帶，在適當的地質條件（溫度約300—350攝氏度，壓力約2.5千巴以下，以及一定的扭壓應力）下，和田玉最終形成。
此外，隨著地殼的抬升和喜馬拉雅造山運動的影響，滄海變為高山，和田玉也有了和人類相遇的契機。人類對和田玉的開採可以追溯到公元前3千年左右，並一直持續至今。