La roccia è un aggregato di minerali, intendendosi per minerale un corpo naturale omogeneo costituente la litosfera; un corpo è omogeneo quando due sue porzioni, ugualmente orientate, presentano identiche caratteristiche chimiche e fisiche; la distinzione valida a livello microscopico, perde valore a livello atomico essendo la materia discontinua. Per esempio se prendiamo un cristallo di salgemma e lo rompiamo in minutissimi frammenti, ciascuno di essi avrà uguale composizione chimica (NaCl) ed uguali proprietà fisiche (durezza, sfaldatura, ecc.). Se invece rompiamo un pezzo di granito otterremo dei frammenti costituiti da quarzo, altri da ortoclasio, ecc.. Il granito non è omogeneo, pur essendo un corpo naturale costituente la litosfera; infatti è una roccia. Analogo ragionamento si può fare per un marmo, che pur essendo per esempio costituito solo da calcite, avrà ogni singolo elemento uguale agli altri, ma diversamente orientato.

Una roccia quindi è costituita da più minerali che sono i costituenti essenziali, e da altri presenti in quantità minore che sono i costituenti accessori, distribuiti uniformemente nella massa della roccia.

La classificazione delle rocce, oltre a tener conto della composizione mineralogica, tiene conto anche dei processi genetici che hanno portato alla loro formazione. Quest'ultimo criterio fornisce una prima grande suddivisione delle rocce in tre gruppi:

1. Rocce magmatiche che si sono formate per consolidamento del magma presente nelle regioni profonde della crosta terrestre;
2. Rocce sedimentarie formatesi per deposizione sul fondo di mari o laghi o sulle terre emerse, di materiali trasportati dal vento o dall'acqua o che precipitano per l'azione di organismi o per evaporazione dell'acqua stessa;
3. Rocce metamorfiche che derivano da rocce preesistenti (sia magmatiche che sedimentarie o anche metamorfiche) per trasformazione ad opera di elevate temperature o pressioni che si sviluppano all'interno della crosta terrestre ad opera di movimenti tettonici o a causa del peso di strati gravanti sulle masse rocciose.

Le rocce che interessano principalmente lo speleologo sono essenzialmente le rocce carbonatiche.

Le rocce carbonatiche sono rocce sedimentarie; ai nostri fini si possono citare:

1. Calcite (CaCO3);
2. Aragonite (Ca CO3 meno stabile che tende a trasformarsi in calcite);
3. Dolomite (Ca CO3 . MgCO3);

La dolomite presenta superfici cristalline ed è difficilmente attaccabile dall'azione chimica dell'acqua (è attaccato da acido cloridrico concentrato a caldo), mentre la calcite è più attaccabile dall'azione chimica dell'acqua (da effervescenza già con acido cloridrico diluito a freddo) e quindi è la più interessata dal fenomeno carsico.

I calcari generalmente si sono formati per sedimentazione in ambiente marino a profondità piuttosto modeste, ma esistono anche calcari di tipo continentale, quali il travertino che si forma presso le sorgenti con acque ricche di carbonato di calcio che sono costrette a depositare in parte quando, giunte all'aria libera, tendono a perdere CO2 e l'alabastrite, che non è altro che la concrezione degli speleologi.

Il travertino a causa della sua porosità, non favorisce il fenomeno carsico, ma bisogna prestare la massima attenzione alle placche di travertino se, anche di modesta estensione, di qualunque età esse siano, poiché può essere la preziosa indicazione di una sorgente ormai esaurita che permette l'accesso a sistemi carsici di notevole importanza.

Le rocce così come noi le vediamo, raramente si sono formate nella stessa posizione; il complesso delle deformazioni subite dalla crosta terrestre e le cause che le producono sono studiate dalla tettonica.

Citiamo alcuni esempi di deformazioni che più di frequente possono essere incontrate dallo speleologo:

La faglia è una frattura accompagnata dallo spostamento relativo di due lembi; la frattura può essere beante o aperta quando c'è stata un'azione distensiva, oppure chiusa nel caso di un'azione compressiva.

Per diaclasi si intende una frattura senza spostamento relativo; per gli speleologi ha il significato di frattura beante subverticale, molto stretta ed estesa.

Le pieghe si sono prodotte in seguito a deformazioni avvenute su rocce che avevano comportamento plastico; fondamentalmente si distinguono in anticlinali quando la convessità è rivolta verso l'alto, e in sinclinali quando è rivolta verso il basso.

In conclusione, normalmente è richiesta una notevole preparazione per eseguire un rilevamento geologico, tuttavia lo speleologo potrà eseguire rilievi di dettaglio sia riconoscendo la roccia in cui si apre una grotta, sia determinando gli elementi strutturali. Comunque , il problema che si pone in genere allo speleologo è semplicemente quello di distinguere un calcare da una dolomia e di rilevare direzione, inclinazione ed immersione degli strati.