El gneis se forma a partir del metamorfismo a alta temperatura de las rocas ígneas existentes, generalmente granito o diorita. Las rocas que forman el gneis están expuestas a presiones y temperaturas extremas de entre 600 y 700 grados Celsius. Estas temperaturas hacen que los minerales individuales emigren, formando distintas bandas a través de la roca.
Gneiss no tiene ninguna composición mineral en particular, y el término se refiere solo a la textura en bandas. Sin embargo, solo se forma a partir de rocas ígneas y, por lo tanto, tiende a contener minerales que no se encuentran en rocas metamórficas formadas a partir de rocas sedimentarias, como el mármol. A pesar de la apariencia general de las bandas, las distintas estructuras son estructuras granulares alargadas, por lo que, a diferencia del esquisto, el gneis no se corta a lo largo de sus bandas. Los procesos que crean gneis pueden recrear el granito normal si se llevan a cabo el tiempo suficiente, y el gneis también se puede formar a partir de gabro o lutita. El esquisto y la cuarcita pueden formarse junto con gneis, junto con otros tipos de rocas metamórficas formadas a partir de rocas ígneas.
El gneis es muy común y en realidad forma la mayoría de la corteza inferior de la Tierra, por lo que cualquier túnel profundo se encuentra con el gneis. Las rocas más antiguas que se han encontrado son gneis, las más antiguas datan de más de 4 mil millones de años, más antiguas que las estimaciones de los comienzos de la vida en la Tierra.