Dá và các chất liệu địa chất trải qua độ biến dạng với 3 mức độ khác nhau, đàn hồi, dẻo, và giòn tuỳ thuộc vào tính chất của chất liệu và độ mạnh của trường ứng suất. Áp lực được định nghĩa là lực trung bình tác động vào một phần của đá. Áp suất là một phần của áp lực làm thay đổi thể tích của một chất rắn; Ứng suất cắt thay đổi hình dạng. Nếu không có lực cắt, các chất lỏng ở trạng thái cân bằng thủy tĩnh. Do đó, sau thời gian dài, đá dễ bị biến dạng dưới áp lực, Có thể ước lượng Trái Đất được đặt trong thủy tĩnh cân bằng. Áp lực lên đá chỉ phụ thuộc vào trọng lượng của đá nằm phía trên, và điều này phụ thuộc vào trọng lực và khối lượng riêng của đá. Trong một vật thể như mặt Trăng khối lượng riêng gần như không đổi, nên thông tin về áp suất dễ tính. Ở trái Đất, những lực nén của đá với độ sâu là quan trọng, và cần một phương trình trạng thái để tính toán những thay đổi khối lượng riêng của đá kể cả khi nó có thành phần đồng nhất.

Đàn hồi

Biến dạng đàn hồi luôn có thể đảo ngược, có nghĩa là nếu trường ứng suất liên kết với biến dạng đàn hồi được loại bỏ, vật liệu sẽ trở lại trạng thái trước đó. Các vật liệu chỉ cư xử đàn hồi khi sắp xếp tương đối dọc theo trục của vật liệu của các thành phần như nguyên tử hay tinh thể được giữ nguyên. Điều này có độ lớn của áp lực không thể vượt quá sức mạnh tối đa của vật liệu, và khoảng thời gian áp lực tác động không bằng với khoảng thời gian thả lỏng của vật liệu. Nếu áp suất vượt quá giới hạn sẽ dẫn đến biến dạng dẻo hoặc giòn.

Biến dạng dẻo

Biến dạng dẻo xảy ra khi nhiệt độ của một hệ thống đủ cao để cho một phần của vật liệu lỏng ra, có nghĩa là một phần lớn của các liên kết hóa học đang trong quá trình bị phá vỡ và tái tạo. Trong biến dạng này quá trình của nguyên tử sắp xếp lại phân phối lại áp lực và độ biến dạng về cân bằng nhanh hơn chúng có thể tích lũy. Ví dụ như sự uốn thạch quyển dưới Đảo núi lửa hoặc bồn trầm tích, và rãnh đại dương. Sự biến dạng dẻo sẽ xảy ra khi quá trình vận chuyển như khuếch tán và bình lưu dựa trên liên kết hóa học bị phá vỡ và tái tạo phân phối lại áp lực nhanh như cách nó tích lũy.

Biến dạng giòn

Khi áp lực tập trung nhanh hơn sự thả lỏng của thể phân bố nó,biến dạng giòn xảy ra. Cơ chế của biến dạng giòn liên quan phản ứng giữa sự tích tụ hoặc du chuyển của sự khiếm khuyết đặc biệt là những khiếm khuyết tạo ra bởi sự biến dạng làm cho vật bị rối loạn và vỡ. Nói cách khác, tất cả những đứt vỡ, dù nhỏ thế nào, cũng thường tập trung và làm vết vỡ to ra.

Nói chung, trạng thái của sự biến dạng được kiểm soát không chỉ bởi mức độ áp lực, mà còn bởi sự phân bố của áp lực và độ biến dạng.

Cấu trúc biến dạng

Các nhà địa chất cấu tạo học nghiên cứu kết quả của sự biến dạng bằng quan sát đá, đặc biệt là các chế độ và hình dáng của sự biến dạng để tái tạo lại trường ứng suất đã gây ra tác động với đá. Địa chất cấu tạo là một bổ sung quan trọng cho địa động lực học bởi vì nó cung cấp nguồn dữ liệu trực tiếp nhất về các chuyển đổi của Trái Đất. Các chế độ khác nhau của sự biến dạng tạo ra các cấu trúc địa chất khác biệt.