Il processo più imponente per volume di rocce coinvolte è il metamorfismo regionale, che avviene quando movimenti della crosta terrestre fanno sprofondare per kilometri masse di rocce sedimentarie o magmatiche, che vengono sottoposte non solo ad alte temperature ma anche a forti pressioni. Queste pressioni sono dovute sia al peso delle rocce sovrastanti (pressione di carico), sia a spinte tra masse rocciose contigue (pressione orientata).

Quando prevale l’azione di forti pressioni si formano di preferenza minerali appiattiti o lamellari (come le miche), orientati tutti perpendicolarmente alla direzione della pressione. In tal caso le rocce che ne derivano presentano una tipica scistosità, la proprietà di suddividersi facilmente in lastre secondo piani paralleli (piani di scistosità).

Man mano che sprofondano, i minerali continuano a modificarsi, per adattarsi a nuovi valori di temperatura e pressione. Le trasformazioni metamorfiche risultano, perciò, più o meno forti a seconda della profondità raggiunta.

Il metamorfismo non può proseguire in modo indefinito: oltre certi valori di temperatura e di pressione si può arrivare alla fusione di una parte del materiale della roccia che si sta trasformando (in queste condizioni si possono formare le migmatiti; si riveda la figura 24A). Quindi se il processo avanza, la parte fusa aumenta sempre più e si passa ai magmi anatettici, dalla cui cristallizzazione derivano grandi batoliti granitici. Questi processi di ultrametamorfismo segnano perciò un collegamento tra rocce metamorfiche e rocce ignee.