Sedimentation ist der Prozess, bei dem Materialien, die durch verschiedene Einwirkungen (Schwerkraft, Abfluss, Gletscher oder Wind) aus der Verwitterung von Gesteinen transportiert werden, abgelagert oder ausgefällt werden und zu Sedimenten werden.
Die am weitesten verbreitete Form der Sedimentation ist die Ablagerung von Schutt (fester, von Gestein gelöster Schutt), der von einem Wasserstrom transportiert wird, auf dem Grund eines Flussbettes, in einem Überschwemmungsgebiet, in einem Stausee, in einem künstlichen Kanal oder in einer künstlichen Vorrichtung, die speziell zur Abscheidung von Schwebstoffen gebaut wurde. Jedes Fließgewässer, das durch seinen Durchfluss, seine Strömung, seine Geschwindigkeit und seine Querschnittsform gekennzeichnet ist, hat die Fähigkeit, suspendierte Feststoffe (sowie gelöste Moleküle) zu transportieren. Eine Änderung einer dieser Eigenschaften der Strömung kann dazu führen, dass sich das transportierte Material ablagert oder ausfällt oder dass umgekehrt das Material am Boden oder an den Rändern des Gerinnes erodiert wird.
Da die meisten Sedimentationsprozesse unter der Einwirkung der Schwerkraft ablaufen, neigen hochgelegene Bereiche der Erdlithosphäre dazu, vorwiegend Erosionsphänomenen zu unterliegen, während tiefgelegene Bereiche vorwiegend der Sedimentation unterliegen. Vertiefungen in der Lithosphäre, in denen sich Sedimente ansammeln, werden als Sedimentbecken bezeichnet.