Il marmo è una roccia metamorfica originata da calcari, ovvero dalla trasformazione di questi ultimi, in un processo chiamato, appunto, metamorfismo.
Il metamorfismo, che significa letteralmente "cambiamento di forma", è causato da vari fattori, fra i quali i più importanti sono, senza dubbio, la temperatura e la pressione. La temperatura aumenta gradualmente con l'aumentare della profondità, in media dai 10 ai 30°C per ogni chilometro (gradiente geotermico), e parallelamente aumenta anche la pressione. Il processo metamorfico si innesca quando la roccia si viene a trovare in condizioni diverse da quelle in cui si è formata: sostanzialmente devono essere mutate la pressione o la temperatura e questo può avvenire proprio per uno sprofondamento della roccia a profondità maggiore.
I processi di trasformazione delle rocce avvengono tutti in profondità, sotto i nostri piedi, e le rocce metamorfiche che possiamo vedere in superficie sono risalite solo grazie all'attività di agenti atmosferici o a movimenti della crosta terrestre.
I marmi sono generati da un metamorfismo termico o di contatto, dovuto ad aumenti notevoli di temperatura (ad esempio a causa di un contatto diretto con magmi), che innescano la trasformazione dei calcari in marmi saccaroidi, ovvero costituiti da grossi cristalli. I marmi possono avere vari tipi di grana e contenere fino ad oltre il 99% di calcite.
Spesso le venature indicano le impurità della composizione mentre il colore è determinato dalla presenza dei minerali accessori. I marmi apuani, bianchissimi, sono puri, cioè composti, quasi interamente, da calcite ed è questa la causa principale del colore bianco che li caratterizza.
Le vallate profonde e le pareti scoscese delle Apuane si sono formate a causa di una sedimentazione (soprattutto di calcari) avvenuta in ambiente marino, milioni di anni fa. Le pressioni esercitate da parte di altri depositi marini hanno determinato, a causa dell'innalzamento della temperatura, fenomeni metamorfici che hanno trasformato i calcari purissimi nei preziosi marmi bianchi di Carrara.
Alcuni calcari compatti sono pregiati e molto utilizzati nell'edilizia, spesso in sostituzione del marmo. Si tratta, tuttavia, non di marmi ma di rocce sedimentarie che derivano dall'azione di organismi viventi; infatti, spesso, includono fossili e sono composti da calcite, dolomite e aragonite. Le varietà più note sono il Botticino di Brescia (bianco-giallo); il chiampo di Vicenza; la pietra di Finale; la pietra di Trani, il calcare maiolica di Bergamo, il portoro del Piemonte (di colore scuro con venature più chiare).
Un caso a parte è l'alabastro: si tratta infatti di un tipo di gesso a struttura microcristallina (anch'esso è una roccia di tipo sedimentario), la cui colorazione è dovuta alla presenza di vari tipi di minerali. L'alabastro di Volterra è una roccia molto pregiata che viene utilizzata soprattutto per gli oggetti ornamentali. L'abilità degli artigiani unita alle proprietà della roccia, può conferire ai manufatti giochi di luce e di trasparenza inimitabili.