Diageneza je izraz koji se koristi na dva načina, od kojih se prvi odnosi na proces preuređivanja komponenti neke tvari u novu ili drugačiju tvar. Druga, i češća upotreba, odnosi se na sve procese kojima su sedimenti podvrgnuti ili prolaze tijekom vremenskog razdoblja počevši od njihova taloženja pa sve do pretvorbe u stijenu. Također se odnosi na dodatne kemijske i fizikalne procese koji mogu promijeniti te stijene, do točke metamorfizma. U geologiji metamorfizam je promjena stijene kroz geološke procese koji uključuju ekstremne temperature i tlaka.
Geolozi klasificiraju stijene u tri kategorije, na temelju okolnosti njihovog nastanka. Sedimentne stijene nastaju pretvaranjem slojeva sedimenta u stijenu, proces koji zahtijeva mnogo vremena i pritiska. Magmatske stijene nastaju hlađenjem lave ili magme. Magma i lava su dva pojma za istu vrstu materijala, ali magma se odnosi na rastaljenu stijenu kada je još uvijek ispod površine Zemlje, a lava se odnosi na rastaljenu stijenu nakon što izađe na površinu. Metamorfne stijene su magmatske ili sedimentne stijene koje su transformirane ekstremnim tlakom, kutnim silama ili temperaturom, ali bez potpunog rastapanja stijene i apsorpcije u sloj magme.
Svi procesi, kemijski i fizikalni, kojima se sedimenti podvrgavaju pretvarajući se u stijenu, kao i niz procesa koji utječu na karakteristike stijene grupirani su pod pojmom dijageneza. Ti su procesi prvenstveno kemijske prirode, ali također uključuju fizičke procese, kao što je stratifikacija. Dijageneza, međutim, ne uključuje trošenje, koje pripada drugoj klasi geoloških procesa.
Dijagenetski procesi mogu biti vrlo složeni i previše su brojni da bi se naveli u članku ove veličine, ali spadaju u nekoliko kategorija. Jedan od najvažnijih tipova dijagenetskih procesa je pretvorba biološkog materijala u slojevima sedimenta u ugljikovodike, što je početak stvaranja sirove nafte i drugih fosilnih goriva. Fosilizacija je dijagenetski proces koji se događa na molekularnoj razini jer pojedine stanice organizma, osobito u njegovim kostima, imaju određene spojeve zamijenjene kalcitom i drugim mineralima, koji se otapaju u vodi i talože dok voda filtrira kroz slojeve sedimenta.
Cementacija je važna faza dijageneze koja rezultira međusobnom vezanjem pojedinih zrnaca sedimenta. Ovo je kemijski proces koji uključuje otopljeni mineral, kao što je kalcit ili silicij, koji se taloži iz vode dok se filtrira kroz sediment. Pritisak gornjih slojeva sedimenta rezultira fizičkim dijagenetskim procesom koji se naziva zbijanje. Ovo zbijanje zajedno s filtriranjem vode napunjene mineralima uzrokuje da se zrna sedimenta vežu za otopljene minerale. Kako se sediment suši, minerali se stvrdnjavaju, tvoreći prirodni cement. Pješčenjak je uobičajen oblik stijene koja nastaje na ovaj način.
Moguće su i mnoge složenije faze dijageneze, uključujući promjenu sastava slojeva sedimenta filtriranjem vode koja nosi otopljene minerale. Ovim postupkom mogu nastati novi minerali, a ponekad se određeni minerali ili spojevi mogu isprati iz sedimenata i zamijeniti drugima. Litifikacija, koja se događa tijekom dijageneze, je stvarna pretvorba sedimenata u stijenu. Dijageneza se, međutim, može nastaviti nakon litifikacije.
Mnogi od procesa diageneze traju tisuće ili milijune godina. Geolozi, paleontolozi, antropolozi i arheolozi, između ostalih, analiziraju stijene kako bi zaključili dijagenetske procese koji su ih stvorili. Na taj način saznaju mnogo o prošlosti, uključujući informacije o tektonskim kretanjima u Zemljinoj kori, podatke o okolišu i druge informacije o formiranju stijena i povijesti Zemlje.