Diagenezė – terminas, vartojamas dviem būdais, iš kurių pirmasis reiškia medžiagos komponentų pertvarkymo į naują arba kitokią medžiagą procesą. Antrasis ir labiau paplitęs vartojimas reiškia visus procesus, kuriuos nuosėdos veikia arba patiria per laikotarpį, pradedant nuo jų nusėdimo ir tęsiant iki pavertimo uolienomis. Tai taip pat reiškia papildomus cheminius ir fizinius procesus, kurie gali pakeisti tas uolienas iki metamorfizmo. Geologijoje metamorfizmas yra uolienų keitimas per geologinius procesus, susijusius su kraštutiniais temperatūros ir slėgio pokyčiais.
Geologai klasifikuoja uolienas į tris kategorijas, atsižvelgdami į jų susidarymo aplinkybes. Nuosėdinės uolienos susidaro nuosėdų sluoksnius paverčiant uolienomis, o tai reikalauja daug laiko ir spaudimo. Magminės uolienos susidaro vėsstant lavai arba magmai. Magma ir lava yra du terminai, apibūdinantys tos pačios rūšies medžiagas, tačiau magma reiškia išlydytą uolieną, kai ji vis dar yra po Žemės paviršiumi, o lava reiškia išlydytą uolieną, kai ji iškyla ant paviršiaus. Metamorfinės uolienos – tai magminės arba nuosėdinės uolienos, kurios transformavosi dėl kraštutinių slėgio, kampinių jėgų ar temperatūros, tačiau visiškai neištirpusios uolienos ir nesugėrusios jos į magmos sluoksnį.
Visi procesai, tiek cheminiai, tiek fiziniai, kuriuos patiria nuosėdos, kai jos virsta uolienomis, taip pat daugelis procesų, turinčių įtakos uolienų savybėms, yra sugrupuoti į terminą diagenezė. Šie procesai pirmiausia yra cheminio pobūdžio, bet apima ir fizinius procesus, tokius kaip stratifikacija. Tačiau diagenezė neapima oro sąlygų, kurios priklauso kitai geologinių procesų klasei.
Diagenetiniai procesai gali būti labai sudėtingi ir jų per daug, kad juos būtų galima išvardyti tokio dydžio straipsnyje, tačiau jie gali būti suskirstyti į kelias kategorijas. Vienas iš svarbiausių diagenetinių procesų rūšių yra nuosėdų sluoksniuose esančios biologinės medžiagos pavertimas angliavandeniliais, o tai yra žalios naftos ir kito iškastinio kuro formavimosi pradžia. Fosilizacija yra diagenetinis procesas, vykstantis molekuliniu lygmeniu, kai atskirose organizmo ląstelėse, ypač jo kauluose, tam tikri junginiai pakeičiami kalcitu ir kitais mineralais, kurie ištirpinami vandenyje ir nusėda vandeniui filtruojant per nuosėdų sluoksnius.
Cementavimas yra svarbi diagenezės fazė, dėl kurios atskiri nuosėdų grūdeliai sujungiami vienas su kitu. Tai cheminis procesas, kurio metu iš vandens nusėda ištirpęs mineralas, pvz., kalcitas arba silicio dioksidas, kai jis filtruojasi per nuosėdas. Dėl viršutinių nuosėdų sluoksnių slėgio atsiranda fizinis diagenetinis procesas, vadinamas tankinimu. Šis sutankinimas kartu su mineralinio vandens filtravimu priverčia nuosėdų grūdelius susijungti su ištirpusiomis mineralinėmis medžiagomis. Nuosėdoms išdžiūvus mineralai kietėja, susidaro natūralus cementas. Smiltainis yra įprasta uolienų forma, kuri susidaro tokiu būdu.
Galimos ir daug sudėtingesnių diagenezės fazių, įskaitant nuosėdų sluoksnių sudėties keitimą filtruojant vandenį, kuriame yra ištirpusių mineralų. Šio proceso metu gali susidaryti nauji mineralai, o kartais tam tikri mineralai ar junginiai gali būti išplauti iš nuosėdų ir pakeisti kitais. Litifikacija, kuri vyksta diagenezės metu, yra tikrasis nuosėdų pavertimas uolienomis. Tačiau diagenezė gali tęstis ir po litinimo.
Daugelis diagenezės procesų trunka tūkstančius ar milijonus metų. Geologai, paleontologai, antropologai ir archeologai, be kita ko, analizuoja uolienas, kad nustatytų jas sukūrusius diagenetinius procesus. Tokiu būdu jie daug sužino apie praeitį, įskaitant informaciją apie tektoninius judėjimus Žemės plutoje, aplinkos duomenis ir kitą informaciją apie uolienų susidarymą ir Žemės istoriją.