Окаменелое дерево — окаменелость, древесина деревьев, произраставших в прошедшие геологические эпохи, замещённая различными минералами кремнезёма (халцедоном, кварцем или аморфным опалом). При этом структура дерева нередко хорошо сохраняется — отчётливо видны, например, годичные кольца.

Процесс окаменения происходит под землёй, когда дерево оказывается похороненным под осадком, но не портится из-за недостатка кислорода. Богатая минеральными веществами вода, текущая сквозь осадок, приносит минералы в клетки растения, и когда лигнин и целлюлоза распадаются, остаётся камень, повторяющий первоначальную форму. При этом все органические вещества замещаются минералами (зачастую силикатами, такими как кварц), а оригинальная микроскопическая структура дерева сохраняется.

От северо-западной границы Ростовской области до среднего Дона протянулись палеогеновые пески (возрастом около 40 млн. лет) с холмами-островками фигурного кварцитовидного песчаника. С давних времен местные жители находили здесь окаменелые стволы на поверхности земли, а также в песчаных карьерах по добыче песка и кварцита.

Палеогеновый период (палеоген) — первый геологический период кайнозоя. Начался 66,0 млн лет назад, закончился 23,03 млн лет назад. Продолжался, таким образом, около 43 млн лет. Комплекс отложений (горных пород), соответствующих данному возрасту, называется палеогеновой системой. Ранее палеоген и неоген входили в состав третичного периода.

Изучением находок ископаемой древесины занимались многие известные палеоботаники, еще в 19 веке на юг отправлялись научные экспедиции, в ходе исследования которых было определено большое количество окаменелых стволов кипарисов и сосен, замещенные минералами кремнезема (опалом, халцедоном).

В старых карьерах по добыче кварцитов и песка находили много окаменелой древесины. В наше время там можно еще обнаружить фрагменты стволов древесины.