Το Απολιθωμένο δάσος της Λέσβου είναι το μεγαλύτερο από τα δύο σημαντικά απολιθωμένα δάση στον κόσμο (το άλλο είναι το απολιθωμένο δασικό εθνικό πάρκο στην Αριζόνα). Βρίσκεται στη νήσο Λέσβο. Έχει υποδειχθεί ως προστατευμένο φυσικό μνημείο.
Η περιοχή που εσωκλείεται από τα χωριά Ερεσός, Άντισσα και Σίγρι έχει πολλούς απολιθωμένους κορμούς δέντρων. Μεμονωμένα απολιθώματα βρίσκονται και σε πολλά άλλα μέρη του νησιού, συμπεριλαμβανομένων των χωριών Μόλυβος, Πολύχνιτος, Πλωμάρι και Άκρασι.
Ο σχηματισμός του απολιθωμένου δάσους σχετίζεται με την έντονη ηφαιστειακή δραστηριότητα που έλαβε χώρα στη Λέσβο κατά το τέλος του Ολιγοκαίνου μέχρι το μέσο Μειόκαινο. Η δραστηριότητα αυτή δημιούργησε, εκτός από λάβα, πυροκλαστικά υλικά και ηφαιστειακή σποδό (στάχτη), με συνέπεια την κάλυψη της χλωρίδας στην περιοχή, και μάλιστα σε ιδιαίτερα σύντομο χρονικό διάστημα. Η κάλυψη αυτή είχε ως συνέπεια την απομόνωση των οργανικών υλικών της χλωρίδας από την ατμόσφαιρα. Η ηφαιστειακή δραστηριότητα ακολουθήθηκε από τη δημιουργία υδροθερμικών διαλυμάτων, πλούσιων σε διοξείδιο του πυριτίου (SiO2). Τα διαλύματα αυτά εμπότισαν τη σποδό που είχε καλύψει τους κορμούς των δένδρων, σηματοδοτώντας την έναρξη της απολίθωσής τους, καθώς η οργανική ύλη των κορμών σταδιακά αντικαταστάθηκε από το διοξείδιο του πυριτίου. Η διαγένεση, όπως ονομάζεται αυτή η διαδικασία, έγινε υπό σχεδόν ιδανικές συνθήκες. Το υλικό απολίθωσης είναι οπάλιος (μοναδικό απολιθωμένο δάσος από αυτό το υλικό παγκοσμίως) ενώ τα μορφολογικά χαρακτηριστικά των κορμών, όπως οι ετήσιοι δακτύλιοι, οι ανωμαλίες του εξωτερικού φλοιού κτλ. είναι διατηρημένα σε άριστη κατάσταση.
