O mármore é uma rocha metamórfica macia que se forma nas bordas das placas tectônicas, onde o calcário é exposto ao metamorfismo regional. O calor e a pressão da zona metamórfica forçam a calcita dentro do calcário a recristalizar e fundir na consistência clássica do mármore.
O mármore começa como calcário perto das bordas das placas tectônicas. Como a subducção cria altas pressões e temperaturas ao redor do calcário, a calcita e outros minerais dentro da pedra começam uma transformação metamórfica. Fósseis e outros detritos orgânicos presos no calcário se decompõem em nível molecular e se reconstituem em pequenos cristais de calcita. Os cristais de calcita se expandem conforme as condições metamórficas persistem, eventualmente atingindo vários milímetros de diâmetro. À medida que crescem, os cristais se interligam para formar uma matriz de rocha estável que mantém o mármore unido. Este processo substitui a foliação, ou processo de descascamento, comum a outras pedras metamórficas.
Outro tipo de mármore chamado "mármore dolomita" se forma quando a dolomita é exposta a metamorfismo de contato, que pode ocorrer longe de um limite de placa. Este processo é semelhante à formação do mármore normal, mas geralmente ocorre nas proximidades de intrusões graníticas quentes. Como resultado, o mármore dolomita raramente forma os depósitos extensos típicos da maioria dos mármores.
