Marmor on moondekivim, mis tähendab "muutunud kivimit". Metamorfsed kivimid tekivad teistest maapinnal juba olemasolevatest materjalidest, mis koosnevad peamiselt kaltsiidist või dolomiidist. Kaltsiit on kaltsiumkarbonaadi (CaCO3) vorm ja see esineb tavaliselt kristallidena marmormaatriksis.
Marmori moodustumise käigus tekivad algsed settekivimid, nagu lubjakivi või dolomiit, intensiivse kuumuse ja rõhu all. Need tingimused põhjustavad kivis sisalduvate mineraalide ümberkristalliseerumist ja ümberkorraldamist, mille tulemusel tekivad marmoris nähtavad iseloomulikud haakuv kaltsiidikristallid.
Kristallide suurus, kuju ja paigutus võivad marmori moodustumisel varieeruda, olenevalt sellistest teguritest nagu metamorfse protsessi kestus ja intensiivsus. Mõnel juhul võivad kristallid olla suured ja kergesti nähtavad, andes marmorile iseloomuliku kristalse välimuse. Muudel juhtudel võivad kristallid olla väiksemad ja tihedalt pakitud, mille tulemuseks on ühtlasem tekstuur.
Kaltsiidikristallide olemasolu marmoris aitab kaasa selle esteetilisele välimusele ning annab sellele ainulaadse mustri ja värvi. Kristallid võivad peegeldada valgust, tekitades iseloomuliku läike ja suurendades kivi visuaalset atraktiivsust.
Marmor võib lisaks esmasele kaltsiidi või dolomiidi mineraalsele koostisele sisaldada ka mineraalseid lisandeid. Need lisandid võivad lisada marmorile erinevaid värve ja mustreid, mille tulemuseks on suur valik esteetiliselt meeldivaid variatsioone. Marmoris leiduvate tavaliste mineraalsete lisandite hulka kuuluvad savimineraalid, raudoksiidid, vilgukivid, grafiit, püriit ja kvarts.
Oluline on märkida, et marmoris sisalduvate mineraalsete lisandite olemasolu ja tüüp võib varieeruda sõltuvalt konkreetsetest geoloogilistest tingimustest ja marmori moodustumise kohast. Selle tulemusena võivad eri tüüpi marmorid sisaldada erinevaid lisandeid, mille tulemuseks on suur valik värve, mustreid ja omadusi.
Tardkivimid tekivad otse lavast või maa sulasüdamikust. Marmor moodustub lubjakivist. Geoloogilises mõttes on marmor lubjakivi või dolomiidi kristalliseerunud vorm.
Kiviraidurid kasutavad laiemat definitsiooni – mõne teise kivi kristalliseerunud vorme nimetame ka marmoriks, kuna neil on sarnane soonik ja need omandavad sama kõrgläikega poleerimise viisil, mida teised kivid ei tee. Seda seetõttu, et kivilõikurid on marmoriga töötanud tuhandeid aastaid, ammu enne seda, kui keegi suutis kaltsiumkarbonaadil ja magneesiumsilikaadil vahet teha.