沉積岩的分類是沉積學家首先研究的課題之一，其核心問題是分類的依據要搞清楚。經過幾十年的探索和修改，沉積岩的分類日趨一致。實際上，岩石分類是否合理和准確與沉積岩研究的水平和認識程度有著非常直接的關系。
我們這裡介紹以物質來源為主要考慮因素的分類方案。按照這個方案沉積岩被分成三類，即由母岩風化物質、火山碎屑物質和生物遺體形成的不同沉積岩。
母岩分化產物形成的沉積岩是最主要的沉積岩類型，包括碎屑岩和化學岩兩類。碎屑岩根據粒度細分為礫岩、砂岩、粉砂岩和黏土岩；化學岩根據成分，主要分出碳酸鹽岩、硫酸鹽岩、鹵化物岩、硅岩和其他一些化學岩。
火山碎屑岩主要由火山碎屑物質組成，是介於火山岩與沉積岩之間的岩石類型，有向熔岩過渡的火山碎屑熔岩類和向沉積岩過渡的火山碎屑沉積岩類。火山碎屑占90%以上的岩石，被稱為火山碎屑岩類。
生物遺體可組成可燃性（如煤及油頁岩）和非可燃性兩種生物岩。
在這裡，我們只能選擇每個類型中常見的沉積岩簡單加以介紹：
礫岩是粗碎屑含量大於30%的岩石。絕大部分礫岩由粒度相差懸殊的岩屑組成，礫石或角礫大者可達1米以上，填隙物顆粒也相對比較粗。具有大型斜層理和遞變層理構造。
砂岩在沉積岩中分布僅次於黏土岩。它是由粒度在2～0.1毫米範圍內的碎屑物質組成的岩石。在砂岩中，砂含量通常大於50%，其余是基質和膠結物。碎屑成分以石英、長石為主，其次為各種岩屑以及雲母、綠泥石等礦物碎屑。
層狀砂岩
粉砂岩中，0.1～0.01mm粒級的碎屑顆粒超過50%，以石英為主，常含較多的白雲母，鉀長石和酸性斜長石含量較少，岩屑極少見到。黏土基質含量較高。
黏土岩是沉積岩中分布最廣的一類岩石。其中，黏土礦物的含量通常大於50%，粒度在0.005～0.0039mm範圍以下。主要由高嶺石族、多水高嶺石族、蒙脫石族、水雲母族和綠泥石族礦物組成。
碳酸鹽岩常見的岩石類型是石灰岩和白雲岩，是由方解石和白雲石等碳酸鹽礦物組成的。碳酸鹽中也有顆粒，陸源碎屑稱為外顆粒；在沉積環境以內形成並具有碳酸鹽成分的碎屑稱為內碎屑。
我國西南地區的灰岩地貌
在我國北方寒武系和奧陶系的石灰岩中廣泛分布著一種竹葉狀的礫屑，這些竹葉狀灰岩反映了淺水海洋動蕩的沉積環境，是由未固結的碳酸鹽經強大的水流、潮汐或風暴作用，破碎、磨蝕、搬運和堆積而成的。
在鮞狀灰岩中常見到具有核心或同心層結構的球狀顆粒，很像魚子，得名“鮞粒”。鮞粒的核心可以是外顆粒，也可以是內顆粒，還可以是化石。同心層主要由泥級（<0.005mm）方解石晶體組成。
火山碎屑岩類是火山碎屑物質的含量占90%以上的岩石，火山碎屑物質主要有岩屑、晶屑和玻屑，因為火山碎屑沒有經過長距離搬運，基本上是就地堆積，因此，顆粒分選和磨圓度都很差。
按照粒度大小，常見的火山碎屑岩類有集塊岩、火山角礫岩和凝灰岩。集塊岩中，大於100mm的火山集塊，如火山彈、熔岩碎塊的含量要超過50%，常混入些圍岩碎屑，由細粒級的碎屑和火山灰充填、壓實成岩；火山角礫岩主要由大小不同的熔岩角礫組成，火山角礫含量大於75%，火山灰充填空隙壓實成岩；凝灰岩主要由小於2mm的火山灰組成，火山灰含量大於75%，常含有一定數量的晶屑、玻屑和岩屑。