Le marbre est une roche métamorphique molle qui se forme sur les bords des plaques tectoniques, où le calcaire est exposé au métamorphisme régional. La chaleur et la pression de la zone métamorphique forcent la calcite à l'intérieur du calcaire à se recristalliser et à fusionner dans la consistance classique du marbre.
Le marbre commence sous forme de calcaire près des bords des plaques tectoniques. Comme la subduction crée des pressions et des températures élevées autour du calcaire, la calcite et d'autres minéraux à l'intérieur de la pierre commencent une transformation métamorphique. Les fossiles et autres débris organiques piégés dans le calcaire se décomposent au niveau moléculaire et se reconstituent en petits cristaux de calcite. Les cristaux de calcite se dilatent à mesure que les conditions métamorphiques persistent, atteignant finalement plusieurs millimètres de diamètre. Au fur et à mesure de leur croissance, les cristaux s'imbriquent pour former une matrice rocheuse stable qui maintient le marbre ensemble. Ce processus remplace la foliation, ou processus de pelage, commun à d'autres pierres métamorphiques.
Un autre type de marbre appelé "marbre dolomite" se forme lorsque la dolomie est exposée à un métamorphisme de contact, qui peut se produire loin d'une limite de plaque. Ce processus est similaire à la formation du marbre normal, mais il se produit souvent à proximité d'intrusions granitiques chaudes. En conséquence, le marbre dolomite forme rarement les dépôts étendus typiques de la plupart des marbres.
