Sono le rocce che derivano da profonde trasformazioni di rocce preesistenti quando vengono sottoposti senza variazioni di temperatura e/o pressione. Sono difficili da riconoscere, perché sono sempre ibridi. Le cause del metamorfismo sono varie, ma sono sempre di natura endogena: le rocce metamorfiche si formano nelle regioni crostali più attive dal punto di vista geologico, dove le forze endogene causano innalzamenti, corrugamenti della crosta o fratture. Ci sono tre situazioni geologiche principali:
Metamorfismo di contatto: si verifica quando una massa rocciosa viene a contatto con un magma che risale verso superficie. Le alterazioni prodotte dal magma sulle rocce circostanti sono causate soprattutto dalle elevate temperature, mentre la pressione è secondaria. In genere cambia il grado di cristallizzazione e la struttura delle rocce.
Metamorfismo cataclastico: è dovuta all'azione di pressioni elevate. Si verifica quando le masse rocciose vengono piegate e fratturate nelle zone di tensione e frizione della crosta terrestre. Le trasformazioni chimico-mineralogiche sono ridotte o assenti.
Metamorfismo regionale: si verifica per l'azione combinata della pressione e della temperatura. È senz'altro il più diffuso e imponente; diversamente dagli altri metamorfismi, coinvolge ampie zone della crosta. Avviene quando le rocce vengono sepolte in profondità sotto il carico di sedimenti; oppure quando le masse rocciose vengono coinvolte in fenomeni che causano il corrugamento di porzioni della crosta terrestre e le formazioni di catene montuose. Si tratta comunque di fenomeni che modificano profondamente le strutture originarie e portano alla formazione di nuove specie mineralogiche.
Quando i processi metamorfici causano la parziale fusione delle rocce si parla di ultrametamorfismo, in casi estremi sconfina nel processo magmatico, perché porta alla fusione delle rocce e alla formazione di un magma secondario di anatessi.
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