La hematita se forma principalmente a través de la precipitación de hierro disuelto en ambientes marinos. El mineral también surge a través del volcanismo y el metamorfismo de contacto.
La hematita es uno de los minerales terrestres más predominantes que ocurren naturalmente en rocas ígneas, metamórficas y sedimentarias. La solidificación del hierro disuelto en hematita se debe a la acción bacteriana, que ocurrió hace miles de millones de años. Los microorganismos marinos primordiales que eran capaces de la fotosíntesis liberaban oxígeno como un subproducto del proceso. El oxígeno reaccionó con el hierro disuelto para formar hematita. Esto dio lugar a la deposición del mineral en el fondo de los océanos de la Tierra, donde finalmente se lava hasta las costas.
La actividad volcánica también contribuye a la formación de hematita a través de un proceso de cristalización que ocurre durante la diferenciación de magma. Esto hace que la hematita sea intruida o extruida en varias rocas ígneas. La hematita se forma en rocas metamórficas a través del metamorfismo de contacto cuando el material fundido caliente se combina con las rocas cercanas.