Apie 75% Žemės rutulio paviršiaus yra padengta nuosėdinėmis uolienomis. Šiai kategorijai priklauso daugiau nei pusė mineralų, išgautų iš planetos žarnų. Jie daugiausia susitelkę žemynuose, šelfe ir žemyno šlaite ir tik apie 15% yra vandenynų apačioje.
Nuosėdinės uolienos susidaro keičiant oro sąlygoms būdingus produktus ir nusėdant medžiagas daugiausia vandens aplinkoje (rečiau sausumoje), taip pat ledynų procese. Krituliai gali atsirasti skirtingais būdais. Atsižvelgiant į jo pobūdį, išskiriamos skirtingos nuosėdinių uolienų grupės:
- purus - daugiausia dėl fizinių oro sąlygų, vėlesnio medžiagų perkėlimo ir perkėlimo;
- koloidiniai-nuosėdiniai - susidaro dėl cheminio skilimo, kartu su koloidiniais tirpalais;
- chemogeniniai - susidaro kritulių iš vandeninių tirpalų metu dėl cheminių reakcijų arba dėl įvairių priežasčių, susijusių su tirpalų perliekančiu prisotinimu;
- biocheminis - cheminių reakcijų, susijusių su gyvais organizmais, rezultatas;
- biogeninis arba organogeninis - organizmų gyvybinės veiklos rezultatas.
Dažnai aptinkama skirtingų nuosėdinių uolienų grupių savybės. Aukščiau pateikta klasifikacija nurodo bet kurią grupę. Pavyzdžiui, kalkakmenis, kuris gali turėti klastinę, organogeninę, chemogeninę ar biocheminę kilmę, priklauso biocheminėms uolienoms.
Chemine sudėtimi nuosėdinės uolienos nuo nešviežių uolienų skiriasi daugybe uolienų formavimo komponentų ir daug didesne diferenciacija. Tai paaiškinama tuo, kad jų formavimosi medžiaga yra metamorfinių, dumblių ir senesnių nuosėdinių uolienų orai, taip pat gamtiniuose vandenyse ištirpintos dujos ir mineraliniai komponentai, organizmų gyvybinės veiklos produktai, vulkanų išsiveržimų produktai ir net meteoritų fragmentai (pavyzdžiui, nikelio geležies rutuliai).) Be to, juose dažnai yra seniai išnykusio gyvenimo pėdsakų - iškastinės floros ir faunos. Paprastai tokių fosilijų amžius yra lygus pačių uolienų amžiui, tačiau yra ir senesnių, perkeltų organinių liekanų.
Kai kurios uolienos (diatomitai, nummulitas ir bryozojai kalkakmeniai ir kitos) yra visiškai sudarytos iš organizmų (biomorfinių) arba jų fragmentų (detrito). Biomorfinėse (viso apvalkalo) struktūrose fosilijos yra atskirtos viena nuo kitos, surištos cementu (brachiopodo kriauklės) arba auga viena ant kitos, sudarydamos augimo tekstūras (koralų ar bryozoidų klinčių). Detrito struktūros susidaro sekliame vandenyje, veikiant kriaukles naikinantiems neramumams arba dėl plėšrūnų veiklos sutraiškant lukštus maistui.
Nuosėdinės uolienos susidaro taip: sunaikinus pirmines uolienas, susidaro pradinė medžiaga, kurią transportuoja vanduo, vėjas ar ledynai, o po to nusėda sausumos paviršiuje ir vandens baseinų apačioje. Dėl to susidaro nuosėdos, susidedančios iš heterogeninių komponentų, visiškai arba iš dalies prisotintų vandens, turinčios birią ir porėtą struktūrą. Šios nuosėdos, laikui bėgant modifikuotos, yra nuosėdinės uolienos.
Nusėdimo procesas vyksta klimato ir tektoninio režimo įtakoje. Drėgname (šiltame ir drėgname) klimate susidaro silikatonai, moliai, diatomitai, kaustobiolitai (degieji mineralai). Sausoms (sausringoms) zonoms būdingi kalkakmenis, gipsas, anhidritas ir akmens druska. Galingi nuosėdinių uolienų sluoksniai kaupiasi sulankstytuose plotuose, kuriems būdingi tokie bruožai kaip erdvinis kintamumas ir klastingos medžiagos raižyta sudėtis. Ant platformų, atvirkščiai, yra mažos galios uolienų, turinčių tolygesnę molinės medžiagos kompoziciją, lovos.
Remiantis duomenimis apie nuosėdinių uolienų pasiskirstymo žemės paviršiuje pobūdį, atsižvelgiant į tai, kad sedimentacijos sąlygos praeities geologinėse epochose buvo artimos šiuolaikinėms ar panašioms į jas, galima atkurti paleotektoninę ir paleogeografinę situaciją planetoje.
