La litificazione è come sedimenti molli, il prodotto finale di erosione, diventa roccia rigida ("lithi-" significa roccia nel greco scientifico). Inizia quando i sedimenti, come sabbia, fango, limo e argilla, vengono depositati per l'ultima volta e vengono gradualmente sepolti e compressi sotto nuovi sedimenti.
I sedimenti freschi sono generalmente materiali sfusi pieni di spazi aperti, o pori, pieni di aria o acqua. La litificazione agisce per ridurre quello spazio dei pori e sostituirlo con un materiale minerale solido.
I principali processi coinvolti nella litificazione sono la compattazione e la cementazione. La compattazione comporta la compressione del sedimento in un volume più piccolo impaccando le particelle di sedimento più da vicino, rimuovendo l'acqua dallo spazio dei pori (essiccazione) o soluzione di pressione nei punti in cui i grani di sedimenti si toccano. La cementazione comporta il riempimento dello spazio dei pori con minerali solidi (solitamente calcite o quarzo) che si depositano dalla soluzione o che consentono ai grani di sedimenti esistenti di crescere nei pori.
La litificazione avviene interamente nella fase iniziale di diagenesi. Altre parole che si sovrappongono alla litificazione sono indurimento, consolidamento e pietrificazione. L'indurimento copre tutto ciò che rende le rocce più dure, ma si estende ai materiali che sono già litificati. Il consolidamento è un termine più generale che si applica anche alla solidificazione di magma e lava. pietrificazione oggi si riferisce specificamente alla sostituzione della materia organica con minerali per creare fossili, ma in passato era più vagamente usata per significare litificazione.