기존암석이 생성 당시와는 다른 환경하에 놓일 경우 그에 따라 조직구조나 광물조성에 변화가 일어나는 현상. 즉 암석에 큰 압력이나 높은 온도가 가해지거나 또는 화학성분의 가감이 일어날 때, 혹은 이들 둘 이상의 작용이 동시에 일어날 때 발생하는 현상으로서, 이 작용으로 인해 새로운 암석, 즉 변성암(變成岩)이 생성된다.

원래의 암석이 어떤 것이든 일단 변성작용을 받은 후에는 모두 변성암이 된다.

변성작용에 의해 새로운 광석이 되는 것을 재결정이라고 한다.

재결정은 본질적으로 고체인 암석내에서 일어나는 작용이며, 결코 낡은 광물이 융해하여 새로운 광물이 되는 것은 아니다.

일반적으로 지표 부근에서의 여러 작용을 제외하고 지하 깊은 곳에서 일어나는 국부적인 열수(熱水)작용이나 지표의 풍화작용에 의한 광불학적 변화는 보통 변질작용(alteration)이라 하여 구별한다.

변성작용은 작용의 요인에 따라 광역변성작용(廣域變成作用 ; regional metamophism) · 동력변성작용(動力變成作用 ; dynamic metamorphism) 및 접촉변성작용(接觸變成作用 ; contact metamorphism)의 셋으로 구분한다.

① 광역변성작용 : 변성작용의 요인 중 열 · 압력이 주된 역할을 하는 변성작용을 말한다.

조산운동 시기에는 지하 깊숙이 있는 퇴적암이나 화성암이 넓은 지역에 걸쳐 변성작용을 받는다.

변성작용은 뚜렷한 변형운동을 수반하여 암석은 벗겨져 나가기 쉬운 성질을 가진 결정편암이 되거나 편마상조직을 가진 편마암이 된다.

그 결과 결정편마암이나 편마암은 상당히 폭넓은 띠 모양으로 분포하게 된다.

② 동력변성작용 : 비교적 지하 얕은 곳에서 낮은 온도하에 한 방향으로 압력이 크게 작용하여 이루어지는 변성작용이다.

이 때 암석은 그 원래의 조직을 잃고 대부분 세립의 집합체가 되며, 일부 광물은 길게 늘어난다.

이렇게 만들어진 암석을 밀로나이트라 한다.

③ 접촉변성작용 : 지각중에 관입된 마그마가 완전히 고결하는 데는 비교적 긴 시간(수만 년 또는 그 이상)을 요한다.

따라서 마그마가 방출하는 열과 마그마에서 분리된 화학성분은 관입된 마그마 주위의 암석을 변화시킨다.

이들의 작용이 미치는 범위는 마그마의 양과 열량 및 화학성분의 다소와 관계가 있으나 대체로 화성암체에서 2km까지이며, 이 범위 안에서 일어나는 접촉 변성작용에는 압력의 증가는 거의 없다.

이와 같은 열의 작용만으로 일어나는 열변성작용을 정규 접촉변성작용이라고 한다.

이에 의해 형성된 대표적인 암석에는 혼펠스(hornfels)와 결정질 석회암 등이 있다.

변성작용의 물리적 조건으로서 먼저 변성작용의 온도는 비교적 저온(100℃ 전후)에서 고온(700℃ 정도)에 이르기까지 여러 온도 조건하에서 일어난다.