A litificação é o processo pelo qual o sedimento se transforma em rocha endurecida. Existem três maneiras pelas quais a litificação pode ocorrer. Esses processos são chamados de compactação, recristalização e cimentação.
A compactação é um processo de litificação que funciona apenas para partículas mais finas. A compactação ocorre quando partículas como minerais de argila são comprimidas. Partículas mais grossas não podem ser endurecidas com este processo porque a compressão não as faz aderir.
Minerais como calcário e aragonita podem endurecer por meio do processo de recristalização. Esses minerais são facilmente dissolvidos em água, e os cristais que se formam a partir desses minerais dissolvidos são muito mais duros do que as substâncias originais.
A cimentação é o processo em que os sedimentos de grãos mais grossos se transformam em rocha endurecida. A água preenche o espaço vazio entre as partículas e os íons na água criam novas formações cristalinas entre os sedimentos. Quando a água evapora, o sedimento eventualmente sela e endurece, deixando para trás um pedaço sólido de rocha.
A criação de novos minerais durante o processo de cimentação é um exemplo de autigênese. Autigênese é um termo que descreve um processo no qual novos minerais são criados dentro de uma rocha, ou que os minerais depositados reagem e se combinam com os minerais já presentes na rocha ou sedimento.