Metamorfisme, in de geologie, is de verandering van de structuur, textuur of samenstelling van gesteenten. (een aggregatie van vaste materie bestaande uit een of meer van de mineralen die de aardkorst vormen).
De wetenschappelijke studie van gesteenten wordt petrologie genoemd.
Op grond van hun oorsprong worden gesteenten gewoonlijk in drie grote klassen onderverdeeld: gneus, sedimentair en metamorfisch. Zij worden veroorzaakt door de effecten van warmte, vervormende druk, afschuifspanning, hete/chemisch actieve vloeistoffen, of een combinatie hiervan. Al deze veranderingen treden op terwijl het gesteente in wezen in vaste toestand blijft. In theorie worden gesteenten gevormd wanneer de hen omringende dingen in evenwicht zijn met de fysische omgevingsomstandigheden. Als de omstandigheden worden gewijzigd door bewegingen in de aardkorst of door stollingsactiviteit, treedt metamorfisme op om het evenwicht te herstellen en het fysieke karakter van de gesteentemassa te veranderen.