Metamorfismo, ajustes mineralógicos y estructurales de rocas sólidas a condiciones físicas y químicas diferentes de aquellas en las que se formaron originalmente las rocas. Normalmente se excluyen los cambios producidos por las condiciones de la superficie, como la compactación. Los agentes más importantes del metamorfismo incluyen la temperatura, la presión y los fluidos. Igualmente importantes son los cambios en el entorno químico que dan lugar a dos procesos metamórficos: (1) dislocación mecánica en la que se deforma una roca, especialmente como consecuencia de un esfuerzo diferencial; y (2) recristalización química en la que un ensamblaje de minerales se sale del equilibrio debido a cambios de temperatura y presión y se forma un nuevo ensamblaje de minerales.
Pueden ocurrir tres tipos de metamorfismo dependiendo del efecto relativo de los cambios mecánicos y químicos. El metamorfismo dinámico, o cataclasis, resulta principalmente de la deformación mecánica con poco cambio de temperatura a largo plazo. Las texturas producidas por tales ajustes van desde brechas compuestas de fragmentos de roca angulares y rotos hasta rocas de grano muy fino, granuladas o en polvo con foliación y lineación obvias. Los granos minerales grandes y preexistentes pueden deformarse como resultado del estrés. El metamorfismo de contacto ocurre principalmente como consecuencia de aumentos de temperatura cuando el estrés diferencial es menor. Un fenómeno común es el efecto producido adyacente a las intrusiones ígneas donde varias zonas metamórficas representadas por conjuntos minerales cambiantes reflejan el gradiente de temperatura de la intrusión de alta temperatura a las rocas huésped de baja temperatura; estas zonas son concéntricas a la intrusión. Debido a que el volumen afectado es pequeño, la presión es casi constante. Las rocas resultantes tienen granos equidimensionales debido a la falta de estrés y generalmente son de grano fino debido a la corta duración del metamorfismo. El metamorfismo regional es el resultado del aumento general, generalmente correlacionado, de la temperatura y la presión sobre un área grande. Los grados o intensidades de metamorfismo están representados por diferentes conjuntos minerales que dan valores relativos de temperatura o valores absolutos cuando se calibran contra experimentos de laboratorio. El metamorfismo regional se puede subdividir en diferentes condiciones de presión y temperatura basadas en secuencias observadas de ensamblajes minerales. Puede incluir una condición extrema, donde se produce una fusión parcial, llamada anatexia.
Pueden ocurrir otros tipos de metamorfismo. Son metamorfismo retrógrado, la respuesta de los ensamblajes minerales a la disminución de la temperatura y la presión; metasomatismo, el metamorfismo que incluye la adición o sustracción de componentes del ensamblaje original; poli-metamorfismo, el efecto de más de un evento metamórfico; y metamorfismo hidrotermal, los cambios que ocurren en presencia de agua a alta temperatura y presión que afectan la mineralogía y la velocidad de reacción resultantes.