Las rocas sedimentarias orgánicas son rocas sedimentarias formadas a partir de restos de organismos. Los tres tipos de roca sedimentaria orgánica son la piedra caliza, el chert y el carbón. Tanto la piedra caliza como el chert se forman principalmente a partir de las estructuras duras de los organismos, mientras que el carbón se forma a partir de plantas muertas después de un largo período de exposición a las condiciones ambientales correctas.
Los peces óseos, los corales y ciertas algas planctónicas forman estructuras a base de calcio que se descomponen y se asientan en el fondo del océano después de su muerte. Estos se acumulan con el tiempo y la presión, y finalmente se solidifican en una masa sólida conocida como piedra caliza. La piedra caliza se disuelve fácilmente con sustancias ácidas, incluso con agua de lluvia, debido a su contenido de calcio. El mármol es una roca metamórfica hecha de piedra caliza expuesta a temperaturas y presiones extremas.
Otro grupo de plancton fotosintético, conocido como diatomeas, así como esponjas, crean estructuras a partir de sílice. Los sedimentos de las diatomeas son la fuente de tierra de diatomeas, pero cuando no se recolectan para este propósito, el tiempo y la presión causan la formación de chert.
El carbón es el único tipo de roca sedimentaria orgánica que no se forma principalmente en los océanos. En su lugar, se forma en aguas poco profundas, particularmente en pantanos, donde los desechos de las plantas son enterrados por sedimentos y expuestos a diversos procesos químicos, purificando el componente de carbono de las plantas.