變質作用(metamorphism) 是指在地下特定的地質環境中，由於物理、化學條件的改變，使原有岩石基本上在固體狀態下發生物質成分與結構、構造變化而形成新岩石的地質作用。由變質作用所形成的新岩石稱為變質岩。變質作用的原岩可以是沉積岩、岩漿岩及變質岩，它們在形成時與當時的物理、化學條件之間處於平衡或穩定狀態，但是這種平衡和穩定狀態都是相對的和暫時的，一旦它們所處的物理、化學條件發生變化，原有平衡就會遭到破壞，原岩便被改造成為在新的環境中穩定的岩石。例如，在地表淺海環境中形成的石灰岩，如果處於地下較高溫的條件下，它將會轉變成為大理岩。
促使沉積物轉變成為沉積岩的成岩作用，通常也是在地下一定深度和一定的溫度、壓力等條件下進行的，它與變質作用有相似之處，但成岩作用所要求的深度、壓力和溫度都較小，在作用的過程中物質發生的變化不十分明顯;而變質作用所要求的溫度與壓力較高、深度較大，在作用過程中原岩變化顯著。一般來說，成岩作用的溫度小於150~200C,圍壓低於100~200MPa;而變質作用則要高於這一數值。因此，可以說成岩作用與變質作用具有過渡關係。變質作用雖與溫度有重要關係，但溫度並未使原岩熔融，即原岩基本上在固態下發生變質，一旦溫度高到使原岩熔融，那么，就進人到了岩漿作用的範疇，因此變質作用與岩漿作用從發展上來看也是有聯繫的。對於大多數岩石來說，變質作用的高溫界限大致為700~900C。
