Desde el punto de vista geológico, sólo son mármoles las rocas calcáreas de estructura cristalina. La roca calcárea es de tipo sedimentario y suele haberse formado en los fondos marinos, a causa del depósito de inmensos estratos de conchas de pequeños animales acuáticos. Sin embargo, la simple roca calcárea todavía no es mármol. Puede convertirse en tal por distintos motivos. Si en el estrato calcáreo se producen, por ejemplo, infiltraciones de lava, el calor de la masa fluida modifica por fusión la roca que se encuentra a su alrededor, transformándola en roca calcárea cristalizada, es decir, en auténtico mármol. Otras veces la cristalización de las rocas se produce por efecto de acusadas presiones.