Il marmo di Carrara, come tutti i marmi, è una roccia metamorfica formata da cristalli di carbonato di calcio di dimensioni quasi microscopiche. Essa si è originata da rocce preesistenti che a seguito di forti variazioni di pressione e/o temperatura hanno subito una completa riorganizzazione della struttura cristallina tale da essere trasformate in tipi di rocce del tutto differenti. Nel caso del marmo di Carrara la roccia originaria era un calcare simile a quelli che attualmente costituiscono le grandi scogliere coralline dei mari tropicali. La sua formazione risale al Giurassico Inferiore (190 milioni di anni fa), quando gran parte delle regioni ora corrispondenti alla Toscana settentrionale erano ricoperte da un vasto mare sul cui fondo si depositava un sedimento calcareo che dette origine ad una piattaforma carbonatica.