Le rocce sedimentarie sono tipi di roccia che sono formati dalla deposizione e successiva cementazione di quel materiale sulla superficie terrestre e all'interno di corpi idrici. La sedimentazione è il nome collettivo per i processi che causano la deposizione di particelle minerali o organiche (detriti). Le particelle che formano una roccia sedimentaria accumulando si chiamano sedimenti. Prima di essere depositato, il sedimento era formato da agenti atmosferici ed erosione dalla zona di origine, e poi trasportato nel luogo di deposizione da acqua, vento, ghiaccio, movimento di massa o ghiacciai, che sono chiamati agenti di denudazione. La sedimentazione può anche verificarsi quando i minerali precipitano dalla soluzione acquosa o i gusci delle creature acquatiche si depositano fuori dalla sospensione.
La copertura rocciosa sedimentaria dei continenti della crosta terrestre è estesa (il 73% dell'attuale superficie terrestre), ma il contributo totale delle rocce sedimentarie è stimato essere solo dell'8% del volume totale della crosta. Le rocce sedimentarie sono solo una sottile impiallacciatura su una crosta costituita principalmente da rocce ignee e metamorfiche. Le rocce sedimentarie sono depositate a strati come strati, formando una struttura chiamata bedding. Lo studio delle rocce sedimentarie e degli strati rocciosi fornisce informazioni sul sottosuolo che è utile per l'ingegneria civile, ad esempio nella costruzione di strade, case, tunnel, canali o altre strutture. Le rocce sedimentarie sono anche importanti fonti di risorse naturali come carbone, combustibili fossili, acqua potabile o minerali.
Lo studio della sequenza degli strati di rocce sedimentarie è la fonte principale per la comprensione della storia della Terra, tra cui la paleogeografia, la paleoclimatologia e la storia della vita. La disciplina scientifica che studia le proprietà e l'origine delle rocce sedimentarie è chiamata sedimentologia. La sedimentologia fa parte sia della geologia che della geografia fisica e si sovrappone in parte con altre discipline nelle scienze della Terra, come la pedologia, la geomorfologia, la geochimica e la geologia strutturale. Rocce sedimentarie sono state trovate su Marte.