Sebelum menjadi batuan sedimen, awalnya terjadi proses pengendapan yang kemudian akan mengalami suatu proses litifikasi membentuk batuan beku. Berikut beberapa cara pengendapannya :

1. Pengendapan secara mekanik
Batuan sedimen hasil dari pembentukan secara mekanik dapat dibagi berdasarkan ukuran butir. Batuan ini terbentuk oleh batuan yang telah ada terlebih dahulu yang mengalami pelapukan, hancur lalu dibawa oleh air, angin, atau ombak dan diendapkan di tempat lain yang lebih rendah. Setelah itu mengalami proses diagenesis menjadi batuan yang kompak. Pengendapan dapat terjadi di mana-mana, baik di daratan (tepi rawa, danau), pantai, dan di bawah permukaan laut.

2. Pengendapan secara kimiawi
Pembentukan endapan ini karena proses penguapan pada larutan, sehingga menjadi jenuh dan yang tertinggal hanya kandungan garam. Biasanya endapan ini tersusun dari kristal-kristal garam, misalnya garam dapur, gips, dan sebagainya. Tidak ditemukan fosil (bekas hewan atau tumbuhan) karena terbentuk pada air yang mempunyai konsentrasi tinggi sehingga tidak ada kehidupan.

3. Pengendapan secara biologis (organik)
Batuan sedimen yang terbentuk oleh adanya organisme, baik berupa binatang ataupun tumbuhan.