沉積巖是由成層堆積的疏松沉積物經固結而成的巖石。其形成的大致過程：原來的沉積物不斷被新的沉積物覆蓋而加厚時，它便與上層的水體隔離，在厭氧的環境條件下，使有機質腐爛分解，并產生各種還原性氣體；使碳酸基礦物溶解為重碳酸鹽；使某些金屬元素的高價氧化物還原為低價的硫化物；同時使軟泥中水的礦化度增加，介質亦由酸性的氧化環境變為堿性的還原環境。

因此，沉積物發生重新組合及形成新的次生礦物，膠體亦經脫水陳化為固體，碎屑物也經壓縮、膠結等作用，固結成為巖石。在埋藏很深的條件下，由于溫度和壓力的提高以及受深層水分的影響，也可產生壓溶、交代和重結晶等作用，使沉積巖體進一步壓固和使晶粒變粗。

層理構造是由沉積物的成分或粒徑大小的結構沿垂直于沉積物表面（層面）方向及側向延伸變化而顯示出來的一種層狀構造。層理構造是與巖漿巖、變質巖區別的重要標志。常見的有：水平層理：由一系列與層面平行的細層組成的層理；一般形成于平靜的或微弱流動的水環境中。

沉積巖是由風化的物和溶解的物質經過搬運作用、沉用和成巖作用而形成形成過程受到地理環境和大地構造格局的制約。古地理對沉積巖形成的影響是多方面的。最明顯的是陸地和海洋，盆地外和盆地內的古地理影響。陸地沉積巖的分布范圍比海洋沉積巖的分布范圍小；盆地外沉積巖的分布范圍或能保存下來的范圍，比盆地內沉積巖的分布或能保存下來的范圍要小一些。