Sedimentação é o processo pelo qual materiais transportados por vários agentes (gravidade, escoamento, geleiras ou vento) a partir da intempérie e da intempérie das rochas são depositados ou precipitados e tornam-se sedimentos.
O tipo de sedimentação mais difundido ocorre quando os detritos (detritos sólidos removidos das rochas) transportados por um fluxo de água são depositados no fundo do leito de um rio, numa planície de inundação, num reservatório, num canal artificial, ou num dispositivo artificial especialmente construído para separar a matéria em suspensão. Cada curso de água, caracterizado pelo seu caudal, fluxo de água, velocidade e forma transversal, tem a capacidade de transportar material sólido em suspensão (bem como moléculas em solução). Uma alteração em qualquer uma destas características do fluxo pode causar o depósito ou precipitação do material transportado; ou, inversamente, o material no fundo ou margens do canal a ser erodido.
Desde que a maioria dos processos de sedimentação ocorrem sob a ação da gravidade, áreas elevadas da litosfera da Terra tendem a ser predominantemente sujeitas a fenômenos erosivos, enquanto áreas deprimidas são predominantemente sujeitas a sedimentação. As depressões na litosfera em que se acumulam os sedimentos são chamadas bacias sedimentares.