Skała metamorficzna formowana jest pod ziemią poprzez proces, który zmienia strukturę molekularną skały w wyniku reakcji ciśnienia, ciepła i reakcji chemicznych. Metamorficzne formacje skalne z macierzystej skały zwanej protolitem. W zależności od warunków protolit może przekształcić się w dowolną metamorficzną skałę. Ponieważ protolity mogą ulegać ogromnym zmianom, ich identyfikacja jest czasami trudna dla geologów.
Skały metamorficzne mogą powstawać tylko wtedy, gdy skład fizyczny i chemiczny skały zmienia się bez topienia skały macierzystej. Warunki, w jakich są wystawione skały, określają dokładny skład chemiczny i mineralny powstałej skały metamorficznej.
Pod wpływem ekstremalnych nacisków, takich jak między dwiema zderzającymi się płytami tektonicznymi, minerały metamorficznej grupy rockowej łączą się i wyrównują do postaci foliacji, która pojawia się w kamieniu jako paski. Przykładem mocno zwietrzonej skały jest gnejs.
Alternatywnie, obszary o wysokiej temperaturze, takie jak komnaty w pobliżu magmy, wytwarzają zupełnie różne skały metamorficzne. Jednym z przykładów są hornfels.
Innym obszarem metamorfizmu jest strefa subdukcji, gdzie płyty oceaniczne zderzają się i zginają pod płytami kontynentalnymi. Ponieważ te obszary wysokiego ciśnienia są blisko oceanu, są one chłodniejsze i dają różne wyniki metamorficzne. Jednym z przykładów jest stworzenie niebieskiego minerału zwanego glaukofanem. Ten minerał w skale utrzymuje się z wysokiego ciśnienia i tworzy blueschist, zabarwioną na niebiesko wersję łupka.
Protolit może zmieniać się kilka razy przed osiągnięciem ostatecznego etapu metamorficznego. Na przykład, gnejs może zaczynać się jako łupek, który zamienia się w łupek, phyllite, łupek i wreszcie gnejs.
