Asfaltsten bildas när lager av petroleum härdar i porerna i annat berg. Det mesta bildades naturligt för miljoner år sedan, även om det är möjligt för ingenjörer att skapa asfaltsten på konstgjord väg. Asfaltsten är gjord av härdad asfalt, som även kallas tjära, det ämne som bildas när petroleum torkar ut. Denna typ av sten har använts för vägar sedan urminnes tider.
Även om det finns ett antal mineraler som kan finnas i asfaltsten, är petroleum huvudkomponenten. Med tiden lägger sig de tyngre komponenterna i petroleum medan de lättare komponenterna avdunstar. Materialet som lämnas kvar varierar i konsistens från en tjock vätska till en smulig sand eller sten. Detta tyngre ämne, när det är en vätska, kallas asfalt. De fasta bitarna av petroleumen kan formas till asfaltsten.
Petroleum blir asfaltsten eftersom det hårdnar i porerna i andra bergarter, särskilt kalksten och sandsten. Endast cirka 5 % till 15 % av den totala sammansättningen av asfaltstenar är asfalt, resten är stenen som asfalten ligger fast i. Att utvinna asfalt från andra typer av berg kan vara en dyr och tidskrävande process.
Asfalt är inte en del av alla avlagringar av kalksten eller sandsten. Gruvarbetare borrar små provhål i kända fyndigheter av dessa bergarter för att ta reda på om asfaltsten finns. Det mesta av asfaltstenen som förekommer naturligt bildades i Pennsylvanians ålder, för cirka 300 miljoner år sedan, eller under kritaperioden, för mellan 65 och 145 miljoner år sedan.
Den vanligaste användningen av asfaltsten är vägbyggen och människor har använt asfalt på vägar i många hundra år. Naturasfaltsten, som använts historiskt men som inte används ofta på moderna vägar, innehåller både en hård sten som bildar en stark yta för vägen och ett material som binder samman de krossade stenbitarna. Ytterligare flytande asfalt kan läggas till berget för att hjälpa det att binda bättre. Smulade bitar av sten kan användas för en väg, med flytande asfalt tillsatt för att binda samman bitarna.