Sự khác biệt chính giữa đá phiến sét và đá sa thạch là loại vật liệu mà chúng được hình thành và kích thước của các hạt. Đá phiến sét được làm chủ yếu từ đất sét và có độ hạt mịn hơn nhiều so với đá sa thạch. Đá sa thạch được làm chủ yếu từ cát và có hạt lớn hơn.
Cả đá sa thạch và đá phiến sét đều là đá trầm tích và chúng đều thuộc cùng một loại cơ bản được gọi là đá trầm tích clastic. Loại đá này được hình thành từ quá trình phong hóa của các mảnh vụn chứ không phải từ bất kỳ phản ứng hóa học nào. Cả đá phiến sét và đá sa thạch đều là những loại đá phổ biến, và cả hai đều có cùng mật độ. Đá phiến sét là một loại đá nhiều lớp, có nghĩa là nó bao gồm các lớp mỏng. Bởi vì đá phiến sét dễ bị tách ra ở các lớp, đá phiến sét cũng có tính phân hạch. Đá phiến sét được hình thành khi phù sa và các khoáng chất có kích thước đất sét kết dính với nhau theo thời gian. Đá phiến phải có ít nhất 67% đất sét. Phần còn lại của đá phiến sét bao gồm các hạt phù sa hoặc sỏi lớn hơn, khoáng chất và chất hữu cơ. Đá sa thạch được tạo thành từ các hạt khoáng chất có kích thước như cát, thường là chính cát. Cùng với cát, có một vật liệu trong trầm tích được gọi là ma trận và cũng là một vật liệu bổ sung giữ tất cả các hạt lại với nhau.
