Đá biến chất hình thành khi đá mácma hoặc đá trầm tích chịu nhiệt độ cực cao, áp suất hoặc phản ứng hóa học. Những lực này làm thay đổi thành phần của đá, dẫn đến thay đổi mật độ, hình dạng và cấu trúc của đá .
Các lực kiến tạo là nguyên nhân chính gây ra sự biến chất của đá. Khi các mảng kiến tạo di chuyển chống lại nhau, chúng tạo ra lực lớn lên các tảng đá tổng hợp của chúng. Áp suất này làm thay đổi hạt của đá, làm phẳng các lớp đá thành các vân mỏng. Đồng thời, áp suất này tạo ra nhiệt, làm cho một số thành phần thay đổi hình thức. Do đó, đá gần ranh giới mảng thường có cấu trúc biến chất độc đáo.
Sự biến chất không phải lúc nào cũng là một quá trình bạo lực của các tấm mài với nhau; tương tác chậm hơn với các dung dịch hóa học cũng dẫn đến sự thay đổi dần dần trong cấu trúc đá. Nước và hơi nước đi qua đá sẽ hòa tan một số vật chất trong đá và mang theo các khoáng chất tương tác với đá. Những quá trình này dẫn đến sự kết tinh lại của cấu trúc đá.
Núi lửa tạo ra một lượng lớn đá biến chất vì chúng khiến đá chịu tác động của nhiều lực biến chất đồng thời. Macma và dung nham của núi lửa làm nóng đá tới nhiệt độ cực cao, gây ra sự biến chất khi tiếp xúc. Đá cẩm thạch được tạo ra thông qua hình thức biến chất này khi đá vôi được nung bởi dung nham. Núi lửa cũng di chuyển các khoáng chất trong dòng chảy của chúng, đưa các vật liệu mới vào đá khi chúng trải qua sự thay đổi do nhiệt. Môi trường này cho phép thay đổi hóa học nhanh chóng trong đá.
