Schalie komt het meest voor sedimentair gesteente, goed voor ongeveer 70 procent van de rots in de aardkorst. Het is een fijnkorrelig, kattig sedimentair gesteente gemaakt van samengeperste modder bestaande uit klei en kleine deeltjes van kwarts, calciet, mica, pyriet, andere mineralen en organische bestanddelen. Schalie wordt over de hele wereld aangetroffen in gebieden waar water bestaat of ooit stroomde.
Schalie ontstaat door verdichting, meestal van deeltjes in langzaam of stil water, zoals rivierdelta's, meren, moerassen of de oceaanbodem. Zwaardere deeltjes zinken en vormen uiteindelijk zandsteen en kalksteen, terwijl klei en fijn slib in water blijven hangen. Na verloop van tijd nestelen deze fijne deeltjes zich op elkaar en vormen ze rots. Schalie komt meestal voor in een broadsheet, enkele meters dik. Afhankelijk van de geografie kunnen zich ook lenticulaire formaties vormen. Soms dierensporen, fossielen, of zelfs afdrukken van regendruppels worden bewaard in schalielagen.
De klei
clasts of deeltjes in leisteen hebben een diameter van minder dan 0,004 millimeter, wat betekent dat de structuur van het gesteente pas zichtbaar wordt onder vergroting. De klei komt door afbraak van veldspaat. Schalie bestaat voor ten minste 30 procent uit klei, met verschillende hoeveelheden kwarts, veldspaat, carbonaten, ijzeroxiden en organisch materiaal. Schalie-olie of bitumineus bevat ook kerogeen, een mengsel van koolwaterstoffen van overleden planten en dieren. Schalie wordt meestal geclassificeerd op basis van het mineraalgehalte, dus er is kiezelhoudende leisteen (silica), kalkhoudende leisteen (calciet of dolomiet), limonitische of hematitische schalie (ijzermineralen), koolstofhoudende of bitumineuze schalie (koolstofverbindingen) en fosfale schalie (fosfaat).De kleur van leisteen hangt af van de samenstelling van de mineralen. Schalie met een hoger organisch (koolstof) gehalte is meestal donkerder van kleur en kan zwart of grijs zijn. De aanwezigheid van ferri-ijzerverbindingen levert rode, bruine of paarse schalie op. IJzerhoudend ijzer levert zwarte, blauwe en groene leisteen op. Schalie met veel calciet is meestal lichtgrijs of geel.
De korrelgrootte en samenstelling van mineralen in schalie bepalen de permeabiliteit, hardheid en plasticiteit. Over het algemeen is schalie splijtbaar en splitst zich gemakkelijk in lagen evenwijdig aan het strooiselvlak, het vlak van afzetting van kleivlokken. Shale is gelamineerd, wat betekent dat de rots bestaat uit vele dunne lagen die aan elkaar zijn gebonden.
Shale heeft veel commerciële toepassingen. Het is een bronmateriaal in de keramiekindustrie voor het maken van baksteen, tegels en aardewerk. Schalie die wordt gebruikt om aardewerk en bouwmaterialen te maken, heeft behalve het pletten en mengen met water weinig verwerking nodig.
Schalie wordt vermalen en verwarmd met kalksteen om cement te maken voor de bouw. Verwarming verdrijft water en breekt kalksteen af tot calciumoxide en kooldioxide. Kooldioxide gaat verloren als gas, waardoor calciumoxide en klei achterblijven, dat hard wordt wanneer het wordt gemengd met water en mag drogen.
Tot het midden van de 19e eeuw was de term "leisteen"werd vaak gebruikt om te verwijzen naar leisteen, leisteen, en schist. Ondergrondse mijnwerkers kunnen schalie volgens traditie nog steeds leisteen noemen. Deze sedimentaire gesteenten hebben dezelfde chemische samenstelling en kunnen samen voorkomen. De aanvankelijke sedimentatie van deeltjes vormt zandsteen en moddersteen. Schalie ontstaat wanneer de mudstone gelamineerd en splijtbaar wordt. Als schalie wordt blootgesteld aan hitte en druk, kan dat metamorfose in leisteen. Leisteen kan phylliet worden, dan schist en uiteindelijk gneis.