大理岩是一种颗粒状变质岩，源自灰岩或白云岩。大理岩形成于热力和压力作用下，由方解石或白云石颗粒互锁组成，后者叫做白云质大理岩。富含蛇纹石的大理岩叫做花蕊石(Ophicalcite)。
大理岩的形成有两种方式：一种是深埋在比较古老的地壳层中的灰岩，在上方厚厚的沉积岩层的热力和压力作用下形成；另一种在火成岩侵入岩的接触变质作用下形成。方解石是纯净的大理岩，原灰岩中的杂质常在变质过程中结晶，而使大理岩含杂质。最常见的杂质是石英、云母、石黑、氧化铁、小黄铁矿晶体。其他大理岩中也存在石灰或镁氧硅酸盐，包括透辉石、透闪石、拉长石、钠长石、钙长石、石榴石、维苏威石、尖晶石、黝帘石、绿帘石、电气石和榻石。杂质含量较高时，大理岩会具有不同的纹理和颜色。