Το απολιθωμένο δάσος του Νόστιμου δημιουργήθηκε κατά την περίοδο του Κατώτερου Μειόκαινου (20 εκατ. χρόνια). Οι κλιματικές συνθήκες που επικρατούσαν τότε επέτρεπαν την ανάπτυξη εκτεταμένων δασών σε μια περιοχή με έντονο γεωμορφολογικό ανάγλυφο (βουνά, χαράδρες, κοιλάδες κ.λπ.) και πολλά ενεργά ηφαίστεια. Σε περίοδο έντονης ηφαιστειακής δραστηριότητας, από τους κρατήρες εκσφενδονίζονταν ηφαιστειακά υλικά και σκόνη, τα οποία κάλυπταν το οικοσύστημα της περιοχής. Αποτέλεσμα της κάλυψης των φυτών και ζώων της περιοχής με λάβα ήταν η απολίθωσή τους, δηλαδή η αντικατάσταση της οργανικής ύλης των ζωντανών οργανισμών από την ανόργανη ύλη (διοξειδίου του πυριτίου) των ηφαιστειακών υλικών.
Σύμφωνα με τον καθηγητή Ε. Βελιτζέλο, το δάσος βρίσκεται μέσα σε ιζήματα και θα πρέπει να διερευνηθεί εάν αυτό αναπτυσσόταν σε παραλιακή ζώνη προϊστορικής θάλασσας ή σε δελταϊκές αποθέσεις ποταμών.
Πάντως, ο μεγάλος αριθμός φυτικών και ζωικών απολιθωμάτων, καθώς και η άριστη διατήρησή τους, που επιτρέπει τον προσδιορισμό των γενών ή ακόμη και των ειδών, κάνει τους επιστήμονες να ευελπιστούν ότι θα απαντήσουν σε ερωτήματα σχετικά με τις συνθήκες της εποχής εκείνης και τη γεωμορφολογία της περιοχής.