Lithificatie is hoe zachte sedimenten, het eindproduct van erosie, rigide gesteente worden ("lithi-" betekent gesteente in wetenschappelijk Grieks). Het begint wanneer sediment, zoals zand, modder, slib en klei, voor de laatste keer wordt afgezet en wordt geleidelijk begraven en samengedrukt onder nieuw sediment.
Vers sediment is meestal los materiaal dat vol is met open ruimtes, of poriën, gevuld met lucht of water. Lithificatie dient om die poriënruimte te verminderen en te vervangen door een vast mineraal materiaal.
De belangrijkste processen bij lithificatie zijn verdichting en cementering. Verdichting houdt in dat het sediment in een kleiner volume wordt geperst door de sedimentdeeltjes dichter te vullen, door water uit de poriënruimte te verwijderen (uitdroging) of door drukoplossing op de punten waar sedimentkorrels met elkaar in contact komen. Cementeren omvat het vullen van de poriënruimte met vaste mineralen (meestal calciet of kwarts) die worden afgezet uit oplossing of die het mogelijk maken dat bestaande sedimentkorrels in de poriën groeien.
De poriënruimte hoeft niet te worden geëlimineerd om lithificatie te voltooien. Alle lithificatieprocessen kunnen een rots blijven modificeren nadat deze eerst een starre vaste stof is geworden.
Lithificatie vindt volledig plaats in het vroege stadium van diagenese. Andere woorden die overlappen met lithificatie zijn verharding, consolidatie en petrifactie. Induratie omvat alles wat rotsen moeilijker maakt, maar het strekt zich uit tot materialen die al zijn gelithiseerd. Consolidatie is een meer algemene term die ook van toepassing is op het stollen van magma en lava. Petrifactie verwijst tegenwoordig specifiek naar de vervanging van organisch materiaal door mineralen om fossielen te maken, maar in het verleden werd het losser gebruikt om lithificatie te betekenen.
Alternatieve spelling: lithifaction