石灰岩的主要成分是方解石，分布极广，常出现既宽且厚的多重分层。

它通常形成于中温浅海中，主要由海水中的碳酸钙沉积或钙质海洋生物的壳和骨骼堆积而成，其粒度不均匀，既有粗大的含化石的颗粒，也有细小的含有大量微晶的颗粒。有些石灰岩非常致密，有些呈粒状或易碎，大部分石灰岩都具有沉积构造，如交错的层理和纹理。

溶洞一般由石灰岩溶解而成，有时也由白云岩溶解而成，石灰岩中含碳酸钙，碳酸钙微溶于水形成碳酸，随水流运动，水分蒸发后又会重新形成石灰岩，在洞穴中形成钟乳石和石笋。

石灰岩可以用作建筑，石材煅烧后可以制作水泥，可以用做生产玻璃的原材料，冶金的溶剂还可用于农业生产。