如果仔細觀察樹木被鋸斷的斷面，會發現許多圈環狀排列的輪紋，這就是年輪。年輪是怎樣形成的呢?
樹幹的最外層是樹皮，樹皮大部分屬於木本植物的韌皮部，韌皮部包裹的是材質。材質是樹幹的木質部，木質部是木材的來源，因而又稱為木材。在韌皮部和木質部之間有一層生長特別活躍，處於不斷分裂增生狀態的細胞層，這一細胞層就稱為形成層。樹木的長粗主要是形成層細胞活動的結果。形成層細胞不斷分裂，向內形成新的木材，向外形成新的韌皮部。
形成層的活動受季節影響很大，特別是在有顯著寒、暖季節的溫帶和亞熱帶，或有乾、濕季節的熱帶，形成層的活動就隨著季節的更替而表現出有節奏的變化。溫帶的春季或熱帶的濕季，由於溫度高、水分足，形成層活動旺盛，所形成的木質部細胞徑大而薄;溫帶的夏末，秋初或熱帶的乾季，形成層活動減弱，形成的細胞徑小而壁厚。前者在生長季節早期形成的，稱為早材，又稱春材。早材細胞空隙較大，細胞纖維少，因而質地疏鬆，顏色較淺。後者在生長季節晚期形成的，稱為晚材，又稱夏材或秋材。晚材細胞空隙小，纖維成分較多，細胞沉積物也較多，所以顏色較深，質地緻密。從早材到晚材，隨著季節的更替而逐漸變化，雖然質地和色澤有所不同，但是不存在明顯的界限。而在上年晚材和當年早材之間，卻有著顯著差異，二者存在非常明顯的分界。
在一個生長季節內，早材和晚材共同組成一輪顯著的同心圓環，代表樹木一年中所形成的木材，習慣上把這環稱年輪。但是有不少植物一年內正常生長中，不止形成一個年輪。如柑桔的莖，一年中可產生三個年輪，因此又稱假年輪。氣候的異常變化，蟲害的影響和其它災害的影響都可能形成假年輪。而在沒有乾濕季節變化的熱帶地區，樹木的莖內一般不形成年輪。
如果了解了年輪形成的原因，通常可根據樹幹基部的年輪來推出樹木的年齡。年輪還可反映出樹木歷年生長情況以及撫育管理措施和氣候變化。並可以從中總結出樹木快速生長的規律，用以指導林業生產。更可以從樹木年輪的變化中了解到一地歷年及遠期氣候變化的情況和規律。
大樹用年輪表示歲數，一圈是一歲，年輪線越多，樹的年齡越老，大樹朝著南方的一面受太陽照射的時間長，生髮層細胞長的快，年輪線就稀疏，大樹朝著北方的一面受太陽照射的時間短，發層細胞長的慢，年輪線就稠密，另外雨水多的地方，年輪線顏色淺，乾旱的地方，年輪線顏色深。