Nawet naukowcy nie są w 100 procentach pewni, jak tworzą się geody ametystowe – ani jak tworzą się jakiekolwiek geody. Nie przeprowadzono zbyt wielu badań, ponieważ geody są po prostu zabawnymi naukowymi anomaliami z niewielkimi, jeśli w ogóle, naukowymi korzyściami. Są to skały, które na zewnątrz wydają się gładkie, ale po otwarciu odsłaniają w środku wgłębienie wypełnione pięknymi kryształami. Ogólny konsensus naukowy jest taki, że geody ametystowe są tworzone w procesie dwuetapowym. Najpierw powstaje wnęka, a potem powstają kryształy.
Geoda ametystowa to wydrążona skała z kryształami ametystu wyścielającymi wewnętrzne ściany, więc najpierw należy uformować wgłębienie. Może się to zdarzyć wszędzie tam, gdzie lawa jest lub była blisko powierzchni ziemi. W rezultacie geody ametystowe można znaleźć w tysiącach miejsc na całym świecie. Pierwszym krokiem w naturalnym procesie tworzenia geody ametystowej jest tworzenie się w lawie jam gazowych. Wnęki gazowe mogą tworzyć się z bąbelków (podobnie jak karbonizacja powoduje bąbelki w sodzie). Niektórzy naukowcy sądzą, że wnęki mogą również powstawać, gdy stygnąca lawa płynie w pobliżu korzeni drzew lub innych rzeczy wystających z ziemi. Chłodząca lawa twardnieje całkowicie, zanim wypełni się wokół wychodni, tworząc wgłębienie.
Wnęki następnie wypełniają się płynem bogatym w krzemionkę, który zawiera śladowe ilości żelaza. Z biegiem czasu ciecz ta tworzy kryształy – sześcioboczne piramidy (romboedry) ametystu. Kryształy o barwie od jasnego liliowego do głębokiego fioletu powstają, gdy w cieczy znajduje się ślad żelaza, w wyniku czego powstają geody ametystowe.
