Dünyanın yüzeyi ve hemen altındaki alan kayalardan ve minerallerden oluşur. Bunların çok altında, çekirdek adı verilen dünyanın sıvı merkezi vardır. Muazzam basınç ve ısı, yukarıda ve aşağıda olanı dönüştürür. Kayalar yapılır, parçalanır ve farklı mineral türlerine kaynaştırılır. Bu dönüşüme "metamorfizma" denir ve metamorfik kaya oluşturur.
Metamorfik kaya, magmatik kayaçların dönüşümü ile oluşturulmuş kayadır. Magmatik kayaçlara ateş kayaları da denir. Bunlar kapana kısılan ve soğuyan magmadan yapılmış orijinal kayalardır. Oksijen gibi elementler ve silika, magnezyum, demir, alüminyum ve kalsiyum gibi bileşikler, magmatik kayayı metamorfik kaya adı verilen diğer formlara kaynaştırır.
Okyanusun dibinde, bazen kilometrelerce aşağıda, hidrotermal menfezler dünyanın içinden kimyasalları serbest bırakır. Hidrotermal menfezler, yerkabuğundaki iyonlarla birlikte sıcak su yayan açıklıklardır. Sülfür mineralleri, suya saçılan kara bulutlarda çözülür. Bu kimyasallar okyanusta soğuduğunda metamorfik kaya oluşur.
"Gömme basıncı" adı verilen bir fenomen, metamorfik kayaların oluşmasına neden olur. Diğer kayaların ağırlığı nedeniyle basınç artar. Bu ağırlık bölgesel metamorfizma üretir. Basınç, metamorfik kaya oluşturmak için diğer kayaları ezebilir. Fay hatları üzerinde yer alan bu tip metamorfik kayaçlar "milonitler" olarak bilinir.
Sıcaklıkların yükseldiği yerin derinliklerinde bölgesel metamorfizma meydana gelir. Erimiş kayadan ısı yayar. Kayayı erimeye yakın sıcaklıklara ısıtabilir ve kayanın kimyasal bileşimini değiştirebilir. Bu "kontak metamorfizması" olarak bilinir.