Đá cẩm thạch là một loại đá biến chất mềm hình thành ở rìa của các mảng kiến tạo, nơi đá vôi tiếp xúc với quá trình biến chất trong khu vực. Sức nóng và áp suất của vùng biến chất buộc canxit bên trong đá vôi kết tinh lại và hợp nhất vào tính nhất quán của đá cẩm thạch cổ điển.
Đá cẩm thạch bắt đầu là đá vôi gần rìa của các mảng kiến tạo. Khi quá trình hút chìm tạo ra áp suất và nhiệt độ cao xung quanh đá vôi, canxit và các khoáng chất khác bên trong đá bắt đầu biến chất. Hóa thạch và các mảnh vụn hữu cơ khác bị mắc kẹt trong đá vôi bị phân hủy ở cấp độ phân tử và trở nên hoàn nguyên thành các tinh thể canxit nhỏ. Các tinh thể canxit nở ra khi điều kiện biến chất kéo dài, cuối cùng đạt đến đường kính vài mm. Khi chúng phát triển, các tinh thể liên kết với nhau để tạo thành một ma trận đá ổn định giữ các viên đá cẩm thạch lại với nhau. Quá trình này thay thế quá trình tạo lá, hoặc quá trình bong tróc, phổ biến đối với đá biến chất khác.
Một loại đá cẩm thạch khác được gọi là "đá cẩm thạch dolomit" hình thành khi đá dolomit tiếp xúc với quá trình biến chất tiếp xúc, có thể diễn ra ở xa ranh giới mảng. Quá trình này tương tự như quá trình hình thành đá cẩm thạch bình thường, nhưng nó thường xảy ra gần với sự xâm nhập của granit nóng. Do đó, đá cẩm thạch dolomit hiếm khi hình thành các lớp trầm tích đặc trưng của hầu hết các loại đá cẩm thạch.
