Sedimentace je proces, při kterém se materiály transportované různými činiteli (gravitací, odtokem, ledovci nebo větrem) ze zvětrávání a odnosu hornin usazují nebo vysrážejí a stávají se sedimenty.
Nejrozšířenější typ sedimentace nastává, když se nečistoty (pevné úlomky odstraněné z hornin) přenášené vodním tokem usazují na dně koryta řeky, v záplavové oblasti, v nádrži, v umělém kanálu nebo v umělém zařízení speciálně zkonstruovaném k oddělení suspendovaných látek. Každý vodní tok, charakterizovaný svým průtokem, prouděním vody, rychlostí a tvarem příčného průřezu, má schopnost unášet suspendovaný pevný materiál (stejně jako molekuly v roztoku). Změna kterékoli z těchto charakteristik proudění může způsobit usazování nebo srážení transportovaného materiálu, nebo naopak erozi materiálu na dně nebo okrajích koryta.
Protože většina sedimentačních procesů probíhá pod vlivem gravitace, vyvýšené oblasti zemské litosféry bývají převážně předmětem erozních jevů, zatímco pokleslé oblasti jsou převážně předmětem sedimentace. Prohlubně v litosféře, v nichž se hromadí sedimenty, se nazývají sedimentární pánve.