Geologisch betrachtet ist Schiefer ein leicht umgewandeltes ("sehr schwach metamorphoses") Sedimentgestein, das in unserer Gegend vor allem im Devon entstand – also vor etwa 350 bis 400 Millionen Jahren. Die ursprünglichen Ablagerungen feinstkörniger Tonschlamm-Massen verfestigten sich unter hohem Druck zu Tonstein und wurden bei der Bildung der Gebirge durch seitlichen Druck aufgefaltet.
Die ursprünglichen Tonminerale kristallisierten unter druckbedingter Erwärmung zu dem höher-wertigen, plättchenförmigen Glimmer, was dem mineralischen Material eine neue Struktur verlieh: die Schieferung! Bei der Schieferung sind mehrere Faktoren für die typische Spaltbarkeit des Dachschiefers verantwortlich. Die gleichförmig parallele Anordnung der Minerale, ihre Verzahnung untereinander sowie die vielen, mikroskopisch feinen Glimmerlagen.
Dachschiefer darf nur aus reinem Tonstein entstanden sein – ohne nennenswerte Sand- und Silteinlagen. Er darf nur eine einzige, dafür aber ideal ausgebildete, Schieferungsfläche haben und sollte möglichst keine störenden Trennflächen enthalten. Die von Lagerstätte zu Lagerstätte unterschiedliche Zusammensetzung erklärt die Vielzahl möglicher Eigenschaften und Qualitäten, die nur ein erfahrener Fachmann sicher einordnen kann.
Außerdem werden die Schiefervorkommen, die als "Richten" oder "Lager" bezeichnet werden, von minderwertigeren Gesteinsschichten eingeschlossen und zum Teil von ihnen durchzogen. Deshalb können beim Schieferbergbau im Schnitt nur etwa 10% des abgebauten Gesteins als Baumaterial verwendet werden; beim Tagebau sinkt diese Rate sogar auf bis zu 3%.