Mermer, kireçtaşından oluşturulmuş metamorfik bir kayadır. Kireçtaşının dış kuvvetlerden dolayı kimyasal özelliklerinde meydana gelen değişiklikler mermerin oluşmasına neden olabilir.
Metamorfik kayaçlar, mevcut kayaların özellikleri ısı ya da basınç ile temas halinde değiştiğinde üretilir. Mermer, kalker içinde bulunan mineral kalsit, magmaya veya bölgesel metamorfizmaya maruz kalması nedeniyle yeniden kristalleşince oluşur. Mermer, öncelikle birbirine kenetlenen kalsit kristallerinden, mika ve kuvarsdan oluşur. Kireçtaşının maruz kaldığı metamorfik işlemin uzunluğu, yeni oluşturulan mermerdeki yenilenmiş kalsit kristallerinin boyutunu belirler. Kireçtaşı içindeki tortul ve fosil içeriklerin çoğunluğu metamorfik süreç sırasında değişmekte veya değiştirilmektedir.