Der seine Umgebung hoch überragende Römerstein besteht aus reinem Dolomit. Es handelt sich dabei um ein Riff, welches sich wahrscheinlich auf einem kleinen Rotliegend-Vulkan gebildet hat, als dieser vom Zechsteinmeer bedeckt wurde. Die Brandungszone des Meeres befand sich auf der heutigen Nordseite. Hier kommen im Riff auch reichhaltig Bryozoen, Muscheln und Brachiopoden vor. Das Riff ist im Wesentlichen aus Algenmatten entstanden, in die lagenweise Brachiopoden eingebettet sind. Risse und Spalten im Riff wurden mit Riffschutt und Algenmatten verfüllt.

Die ursprüngliche Gesamtmächtigkeit des Riffes dürfte ca. 100m betragen haben. Der nördlich des Römersteines gelegene Stauffenbüttel stellt die gleiche Situation dar.

Das Gelände südlich des Römersteines weist zahlreiche Belege der Anwesenheit des Menschen (Artefakte) auf. Hier am Steina-Ufer und im Schutze der Felsengruppe haben sich seit der ausgehenden Altsteinzeit bis in die Jungsteinzeit Gruppen von Jägern und Sammlern aufgehalten. Werkzeuge aus den hier nicht vorkommenden Feuersteinen weisen für die Steinzeit bereits auf weiträumige Wanderungen oder Handelsbeziehungen hin.

Historische Fotos vom baumlosen Römerstein,
aufgenommen um 1920, Fotograf unbekannt

Der Name "Römerstein" geht wahrscheinlich auf die germanische Sagengestalt "Romar" zurück. Der Römerstein steht unter Naturschutz, er darf deshalb nicht beklettert oder außerhalb der Wege betreten werden.