岩石變質的根本原因是地質環境的改變，應該說，控制變質作用的根本因素是地質因素，如：大地構造位置（島弧、海溝、洋中脊等）、構造過程（沉降、隆升等）、岩漿作用等。然而，從實體化學角度看，盡管控制變質作用的地質因素多種多樣，但都可以抽象出溫度（Ｔ）、壓力（Ｐ）、流體成分（ｘ）、時間（ｔ）等物化因素，這也是将實體化學引入岩石學的出發點。變質過程中最重要變化是礦物成分變化。變質岩形成于地下一定深處的Ｐ－Ｔ條件下，其礦物組合與一定的Ｐ－Ｔ條件相适應。當Ｐ－Ｔ條件改變時，就會變得不穩定，而發生化學反應（變質反應）形成新Ｐ－Ｔ條件下穩定的新的礦物組合。由此可見Ｔ、Ｐ作為變質因素的重要性。
（一）溫度（Ｔ）
變質作用最低溫度由成岩作用向變質作用的轉化所記錄（圖１４－３），通常為１５０～２００℃。變質作用高溫限由變質作用與岩漿作用的轉化限定。如圖１４－３所示，變質作用條件與岩漿作用條件間有一個範圍廣大的Ｐ－Ｔ過渡區。由于地殼平均成分為長英質，通常認為這個過渡區在簡化花崗岩系統過量水固相線（ＥＨＧＳ）和幹固相線（ＤＧＳ）之間。
溫度升高有利于吸熱反應（如上述之方解石＋石英＝矽灰石＋ＣＯ２↑反應）、溫度升高可大加快變質反應速率和晶體生長，是變質結晶的決定性因素。溫度升高還可改變岩石的變形行為，從脆性變形向塑性變形轉化。溫度升高還會通過脫水反應、脫碳酸反應形成變質熱液作為催化劑、搬運劑和熱媒介對變質作用施加影響。此外，溫度升高還會導緻部分熔融而發生混合岩化。正因為溫度對變質作用的主導作用，通常按溫度将變質作用劃分為很低級（ＶＬＭ）、低級（ＬＭ）、中級（ＭＭ）、進階（ＨＭ）等４個變質級（ｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｃｇｒａｄｅ）。不同變質級的變質岩有不同的成分、結構、構造等基本特征。
（二）壓力（Ｐ）
地下變質環境中壓力主要有負荷壓力（ｌｉｔｈｏｓｔａｔｉｃｐｒｅｓｓｕｒｅ）、定向壓力（ｄｉ-ｒｅｃｔｅｄｐｒｅｓｓｕｒｅ）等兩種壓力。負荷壓力Ｐｌ主要來自上覆岩石柱，是一種各向相等的均勻應力。定向壓力來自構造運動（如擠壓、剪切），是一種差異應力。兩種應力狀态下結晶形成的岩石即使成分相同也具有不同的面貌。均勻應力狀态下結晶形成的岩石，礦物随機分布，具有塊狀構造等無定向構造，如花崗岩（圖１４－４ａ）；差異應力狀态下結晶形成的岩石，礦物定向排列，具有片麻狀
等定向構造，如花崗質片麻岩（圖１４－４ｂ）。侵入岩多形成于均勻應力狀态下，岩石多具無定向構造。而變質岩則相反，除少數情況如産在侵入體接觸帶的接觸變質岩接近形成于均勻應力狀态下，岩石具無定向構造外，大多數變質岩形成于差異應力狀态下，岩石具各種定向構造。這是變質岩與火成岩的主要差别。
自地表往下，壓力（負荷壓力）大緻以０．０２９ＧＰａ／ｋｍ速率随深度增加而增加。平均穩定大陸地殼厚３５ｋｍ，其底部壓力約０．１ＧＰａ。現代和新生代造山帶觀察到的大陸地殼最大厚度約７０ｋｍ，其底部壓力約２．０ＧＰａ。根據地質壓力計測定，現今出露在地表變質岩大多數在壓力０．１～１．０ＧＰａ、深度約３～３５ｋｍ範圍内結晶。在更淺的深度，溫度通常太低而不能引起結晶作用。而在更大深度變質作用必定是廣泛的，但形成的變質岩很難能夠擡升出露地表。
溫度和壓力都是變質作用的重要因素，但二者不是孤立的。從地表往下，随着深度增加，壓力增大，溫度也增加。溫度對壓力（深度）的改變率即地熱梯度反映了溫度和壓力的聯合作用。實際變質地體岩石礦物組合記錄的“地熱梯度”稱為視地熱梯度，它反映了一個地區變質作用的特點。