La roca metamórfica se forma bajo tierra a través de un proceso que cambia la estructura molecular de una roca debido a la presión, el calor y las reacciones químicas. Una roca metamórfica se forma a partir de una roca madre llamada protolito. Dependiendo de las condiciones, un protolito puede transformarse en cualquier roca metamórfica. Debido a que los protolitos son capaces de sufrir grandes cambios, identificarlos a veces es difícil para los geólogos.
Las rocas metamórficas solo pueden formarse cuando la composición física y química de una roca se altera sin que la roca madre se derrita. Las condiciones en que las rocas están expuestas determinan la composición química y mineral exacta de la roca metamórfica resultante.
Bajo presiones extremas, como entre dos placas tectónicas en colisión, los minerales de un grupo de rocas metamórficas se juntan y se alinean para formar la foliación, que aparece como rayas en la roca. Un ejemplo de una roca muy foliada es el gneis.
Alternativamente, las áreas altamente calentadas, como las cámaras cercanas al magma, producen rocas metamórficas muy diferentes. Un ejemplo es hornfels.
Otra área para metamorfismo es en una zona de subducción donde las placas oceánicas chocan y se doblan debajo de las placas continentales. Debido a que estas áreas de alta presión están cerca del océano, son más frías y producen diferentes resultados metamórficos. Un ejemplo de esto es la creación de un mineral azul llamado glaucophane. Este mineral en la roca folia de la alta presión y crea un blueschist, una versión azul del esquisto.
Un protolito puede cambiar varias veces antes de alcanzar su etapa metamórfica final. Por ejemplo, el gneis puede comenzar como un esquisto que se convierte en pizarra, filita, esquisto y finalmente gneis.
