Septarie ontstaat door een natuurlijk proces dat zich voordoet in sedimentaire gesteenten. Het begint met de vorming van barsten en scheuren in modderige sedimenten op de zeebodem of in andere waterrijke gebieden. Vervolgens dringt mineraalrijk water door deze scheuren.

Het water bevat opgeloste mineralen zoals calciet of aragoniet (calciumcarbonaat) en soms ook andere mineralen zoals chalcedoon of kwarts. Na verloop van tijd droogt het water op en de mineralen kristalliseren uit, waardoor holtes gevuld worden met verschillende mineralen.

Naarmate het proces vordert, kunnen de mineralen groeien en zich samenvoegen om concentrische lagen te vormen rond de oorspronkelijke barsten. Deze lagen geven septarie zijn kenmerkende uiterlijk met patronen van bruin, geel, grijs of wit op een donkere achtergrond. Het proces van vorming kan miljoenen jaren duren, en uiteindelijk worden de modderige sedimenten omgezet in gesteente, waarbij septarie ontstaat als een nodule of concretie in het gesteente.