Đá phiến thường hình thành trong môi trường kiến tạo khi ranh giới mảng hội tụ gặp một lưu vực từng được tạo thành từ đá trầm tích. Nhiệt và áp suất chuyển đổi các chất trong lưu vực, cụ thể là đá phiến sét, thành đá phiến. Theo Geology.com, khó có thể biết khi nào đá phiến sét trở thành đá phiến.
Đá phiến bao gồm nhiều khoáng chất giống nhau tạo nên đá phiến sét. Khi đá phiến sét bị nung nóng và chịu áp lực nặng nề từ hoạt động của mảng kiến tạo, các khoáng chất sét bên trong đá chuyển thành mica. Điều này mang lại cho tảng đá mới khả năng vỡ ra hoặc tách ra dọc theo các mặt phẳng phẳng. Các mặt phẳng này đôi khi chạy theo hướng khác với các mặt phẳng ban đầu trong đá phiến sét, điều này có thể làm hỏng các hóa thạch bên trong đá phiến.
Đá phiến là một loại đá biến chất, có nghĩa là nó được tạo ra khi một loại đá tồn tại trước đó biến đổi. Trong quá trình này, đá gốc, được gọi là protolith, biến đổi sau khi bị đặt dưới áp suất cực lớn và nhiệt độ cao. Đá Igneous, đá trầm tích và đá biến chất đều có thể đóng vai trò là đá nguyên sinh. Đá biến chất như đá phiến cũng có thể hình thành khi các nguyên sinh chất tiếp xúc với mắc ma. Biến chất cấp thấp tạo ra đá phiến, nghĩa là không cần áp suất và nhiệt độ cực cao. Gneiss và đá phiến là hai ví dụ về đá biến chất cấp cao.
