Ikke engang forskere er 100 procent sikre på præcis, hvordan ametystgeoder dannes - eller hvordan nogen geoder dannes. Der har ikke været meget forskning, fordi geoder bare er sjove videnskabelige uregelmæssigheder med små, hvis nogen, videnskabelige fordele. De er klipper, der virker almindelige udvendigt, men når de åbnes, afslører et hulrum i midten fyldt med smukke krystaller. Den generelle videnskabelige konsensus er, at ametystgeoder oprettes i en totrinsproces. Først er der dannelsen af hulrummet og derefter dannelsen af krystaller.
En ametystgeode er en hul klippe med ametystkrystaller, der forer de indre vægge, så først skal hulrummet dannes. Dette kan ske hvor som helst der er eller var lava tæt på jordens overflade. Som et resultat kan ametystgeoder findes tusindvis af steder over hele kloden. Det første trin i den naturlige proces, der skaber ametystgeoder, er dannelsen af gaskaviteter i lava. Gashulrummene kan dannes fra bobler (ligesom karbonatiseringen forårsager bobler i din sodavand). Nogle forskere teoretiserer, at hulrummene også kan dannes, når lava køler ned i nærheden af trærødder eller andre ting, der stikker ud af jorden. Den afkølende lava hærder helt, inden den udfyldes rundt om fremspringet, hvilket skaber et hulrum.
Hulrummene fyldes derefter op med en siliciumrig væske, der indeholder spor af jern. Over tid danner denne væske krystaller - sekssidede pyramider (romboeder) af ametyst. Krystaller med en farve, der spænder fra lys lilla til dyb lilla, dannes, når der er et spor af jern i væsken, hvilket resulterer i ametystgeoder.