Metamorfizmanın üç etkeni ısı, basınç ve akışkanların etkinliğidir. Metamorfizma sırasında ilksel kaya yeni koşullarda denge sağlayabilmek için değişime uğrar. Bu değişimler yeni minerallerin oluşumuna ve / veya ilksel malzemelerin yeniden yönlenmesine yol açan kayacın dokusunda bir değişimle sonlanabilir. Bazı durumlarda değişim azdır ve ilksel kayanın özellikleri hala tanınabilir. Diğer durumlarda ise tümüyle değişmemişse ilksel kayaç türü büyük güçlüklerle belirlenebilir.
Isı, basınç ve akışkanların etkinliğinin yanı sıra zaman da metamorfik süreçlerde önemlidir. Kimyasal tepkimeler farklı hızlarda gerçekleşir ve bu yüzden tamamlanmaları için farklı zaman miktarını gerektirir. Silikat bileşikleriyle ilgili tepkimeler oldukça yavaş gerçekleşir ve çoğu metamorfik kayaç da silikat minerallerinden oluştuğundan ötürü metamorfizmanın yavaş bir jeolojik süreç olduğu düşünülür.
Isı
Isı, ilksel kayaçlarda olanlardan farklı mineraller oluşturabilen kimyasal tepkimelerin hızını arttırdığından önemli bir metamorfizma etkenidir. Isı, derindeki magmalardan ya da yaklaşan levha sınırları boyunca gerçekleşen yitimde olduğu gibi kayaçların yer kabuğunda derine gömülmesinden kaynaklanır.
Magma kütleleri kayaçları kestiğinde magmanın çevresindeki kayaçları etkileyen şiddetli ısının etkisinde kalırlar; en şiddetli ısınma genellikle magma kütlesinin yakınında olur ve magma kütlesinden uzaklaştıkça dereceli olarak etkisi azalır. Sokulum halindeki magma kütlesinin yakınındaki ana kayaçta, metamorfize olmuş kayaçlardan oluşan kuşak genellikle daha belirgin ve tanınması kolaydır.
Derinlikle sıcaklığın arttığını ve yerin jeotermal gradyanının ortalama yaklaşık 25 °C/km olduğunu anımsayalım. Yeryüzünde oluşan kayaçlar yaklaşık levha sınırı boyunca gerçekleşen yitimle derinlere taşınabilir ve böylece artan sıcaklık ve basınca maruz kalabilir. Yitim sürecinde kimi mineraller, daha yüksek sıacklık ve basınç koşullarında daha duraylı olan başka minerallere dönüşebilir
Basınç
Kayaçlar gömüldüğünde artan biçimde daha büyük litostatik basınç etkisine girerler. Üzerlerinde bulunan kayaçların ağırlığından kaynaklanan bu basınç her yönde eşit biçimde uygulanır. Bir nesne suya bırakıldığında da aynı durum olur. Örneğin bir plastik köpük bardak okyanusta daha derine daldırıldığında, basınç derinlikle artacağı ve her yönden eşit olarak geleceği için plastik köpük bardak sıkışarak küçülür.
Tam da plastik köpük bardağı örneğindeki gibi kayaçlar, kayacın içindeki mineral tanelerini birbirine daha sıkı yaklaştıracak biçimde derinlikle artan listostatik basıncın etkisinde kalırlar. Bu koşullar altında mineraller yeniden kristallenirler; yani daha küçük ve yoğun mineraller haline gelirler.
Gömülmeden kaynaklanan litostatik basınçla birlikte kayaçlar, farklılaşan basınçların etkisinde de kalabilir. Bu durumda basınç her yerde aynı değildir ve bunun sonucunda kayaçlar biçim değiştirir. Farklılaşan basınçlar tipik biçimde dağ oluşumu ile ilişkili deformasyonlar sırasında oluşarak ayrıt edici metamorfik dokular ve özellikler ortaya çıkarabilirler.
Akışkanların Etkinliği
Metamorfizmanın olduğu hemen her yerde mineral tanelerinin sınırları boyunca ya da kayanın gözeneklerin de değişen miktarlarda su ve karbondioksit (CO2) vardır. Çözünmüş durumdaki iyonları içeren bu akışkanlar, kimyasal tepkimeleri hızlandırarak metamorfizmayı arttırırlar. Susuz koşullarda birçok mineral çok yavaş biçimde tepkime verirken çok az miktarda olsa bile ortama sıvı girdiğinde, temelde iyonlar akışkanın içinde kolayca hareket ettiklerinden tepkime hızları artar ve böylece kimyasal tepkimeler ve yeni minerallerin oluşumu da çoğalır.
Metamorfik süreçlere katılan kimyasal olarak etkin akışkanlar, başlıca üç kaynaktan gelir Birincisi, çökel kayaçlar oluştuğunda gözenek boşluklarında tutulmuş olan sudur. İkincisi, kaynak magma içindeki buharlaşabilen akışkanlardır. Üçüncüsü ise, jips ve bir kısım killer gibi su içeren minerallerin sularını yitirmeleridir.