Đá trầm tích hữu cơ là đá trầm tích được hình thành từ tàn tích của các sinh vật. Ba loại đá trầm tích hữu cơ là đá vôi, đá chert và than đá. Cả đá vôi và đá chert đều được hình thành phần lớn từ cấu trúc cứng của sinh vật, trong khi than đá được hình thành từ thực vật chết sau một thời gian dài tiếp xúc với điều kiện môi trường thích hợp.
Cá xương, san hô và một số loài tảo phù du hình thành các cấu trúc dựa trên canxi bị phân hủy và lắng xuống đáy đại dương sau khi chúng chết. Những chất này tích tụ dưới thời gian và áp suất, cuối cùng đông đặc lại thành một khối rắn được gọi là đá vôi. Đá vôi dễ bị hòa tan bởi các chất có tính axit, kể cả nước mưa, vì hàm lượng canxi của nó. Đá cẩm thạch là một loại đá biến chất được làm từ đá vôi tiếp xúc với nhiệt độ và áp suất khắc nghiệt.
Một nhóm sinh vật phù du quang hợp khác, được gọi là tảo cát, cũng như bọt biển tạo ra cấu trúc từ silica. Trầm tích từ tảo cát là nguồn gốc của đất tảo cát, nhưng khi không được tập hợp cho mục đích này với thời gian và áp suất gây ra sự hình thành chert.
Than đá là loại đá trầm tích hữu cơ duy nhất không được hình thành chủ yếu trong đại dương. Thay vào đó, nó hình thành ở các vùng nước nông, đặc biệt là đầm lầy, nơi các mảnh vụn thực vật bị trầm tích vùi lấp và tiếp xúc với các quá trình hóa học khác nhau, làm sạch thành phần carbon của thực vật.
