通过科学家们的检测分析，这些大圆石形成于6500万至3300万年前的古新世，大部分的直径在2米左右，有的中间呈中空状态，有的裂缝明显，有的甚至碎裂，在碎裂以及中空的圆石里，还发现一些珊瑚、鱼类和贝壳的化石。由于这些圆石的结构不尽相同，那些裂缝较多、内部中空的个体，长期受潮汐和风力作用，更容易碎化分解，有些细小的颗粒则随着海浪冲入大海，从海滩上永远消失了。

科学家们对这些大圆石的成因，其实也有着不同的声音，主要集中在以下几个方面：

第一种是带电粒子结晶说。有科学家认为，海洋中存在着一些带电粒子，逐渐将周围海水中的钙、碳酸盐等矿物质吸附过来，慢慢完成结晶过程，沉积到古老的海底，一些海底生物与这种结晶体再逐渐结合，通过漫长的地质演化形成球体结构，最后通过海底火山爆发，将这些结晶体推出地面并被带到海岸上去。

第二种是海底火山喷发说。有科学家认为，这些大圆石诞生于海底的板块运动特别是火山运动。首先，火山喷发形成了玄武岩，然后埋藏于海底的岩层和沉积物中。然后，随着海底板块运动，这些玄武岩被向上推挤，逐渐脱离了原来所处的环境。此后，玄武岩在运移过程，相互之间、与其它岩石间不断发生着挤压、碰撞和摩擦，最后棱角大部分消失，演变为了表面比较光滑的球体形状。

第三种是沉积结核说。有科学家认为，在数千万年前，在新西兰附近的海域底部，存在着大量含碳酸钙的物质，这些物质与其它沉积物，比如黏土、海底甲壳生物的遗体等缓慢发生化学反应，使得以碳酸钙物质为核心的沉积物粘结得越来越紧密，规模越来越大，最后形成了同心球体的圈层结构，也就是地质学中常说的“结核”。最后，这些结核物随着海底板块的运动，被带离出海底，并冲到海滩之上。