Holzstein ist versteinertes Holz (exakter: Kieselholz), das Produkt eines Fossilisationsprozesses. Das Wort „Holzstein“ ist veraltet, historische Texte hierzu sind aber aufschlussreich[1].
In Kieselhölzern sind Holzstrukturen oft spektakulär gut erhalten. Neben dem SiO2 kommen in der Natur gelegentlich auch andere Holzversteinerungssubstanzen vor[2], spielen aber mengenmäßig eine weit untergeordnete Rolle und führen zu keiner vergleichbar perfekten Erhaltung organischer Strukturen.
Kieselholz besteht meist aus Chalcedon, seltener aus Opal (Holzopal)[3]. Zur Frage der Entstehung von Kieselhölzern siehe: Versteinerter Wald.
Kieselhölzer können sehr unterschiedliche Farben aufweisen, von einem unscheinbaren gelblichgrau bis zu schwarz. Durch den Einschluss verschiedener Substanzen (z. B. Eisenverbindungen) während der Versteinerungsphase sind Kieselhölzer (z. B.: Araukarien) mitunter aber auch sehr farbenprächtig[4].
Ein bekanntes Vorkommen ist der versteinerte Wald zwischen Holbrook und Navajo im Petrified-Forest-Nationalpark mit bis zu 65 m langen und 3 m dicken Araukarien-Stämmen.
Kieselhölzer mit ästhetisch attraktiver Struktur und Färbung werden zu Schmuck und kunstgewerblichen Gegenständen verarbeitet.