La genèse d'un schiste débute avec l'altération des continents. Les minéraux primaires des roches ignées et métamorphiques, comme les feldspaths et les micas, sont attaqués par l'eau et les acides atmosphériques, se transformant en minéraux argileux secondaires, principalement des phyllosilicates comme l'illite, la kaolinite, la smectite et la chlorite. Ces particules, ordinairement de taille inférieure à 4 microns, sont mises en suspension par le vent ou les cours d'eau et transportées jusqu'à leur lieu de sédimentation ultime. Ce voyage ne peut s'achever que dans un environnement où l'énergie cinétique du fluide devient quasi nulle, une condition sine qua non pour que la gravité l'emporte enfin sur la turbulence. Ainsi, les schistes sont les archives du silence hydrique : ils tapissent les vastes plaines abyssales océaniques, les fonds de lacs profonds, les lagunes côtières abritées, ou encore les immenses plaines d'inondation fluviatile où les eaux débordantes déposent leurs limons avant de se retirer. Ce qui n'est d'abord qu'une boue visqueuse et gorgée d'eau (pouvant contenir jusqu'à 80 % d'eau interstitielle) va lentement se transformer en roche par un double processus de compaction et de cimentation, la diagenèse. L'enfouissement sous des centaines, puis des milliers de mètres de sédiments plus récents expulse inexorablement l'eau, effondre la porosité, et oriente mécaniquement les plaquettes d'argile perpendiculairement à la contrainte verticale, créant la fabrique planaire qui donne naissance à la fissilité tant recherchée.

Si la composition d'un schiste est dominée par cette trame de minéraux argileux, sa véritable richesse et son intérêt scientifique résident dans ce qu'il emprisonne. Un schiste n'est jamais argile pure. Il contient une fraction détritique silteuse, un semis de grains de quartz et de feldspaths de la taille du limon, qui sont les témoins silencieux de l'érosion. Mais il est aussi, et surtout, un piège géochimique redoutable pour la matière organique. Dans les environnements pauvres en oxygène, comme les bassins marins restreints ou les fonds de lacs stratifiés, les cadavres de plancton, de spores et de bactéries ne sont pas oxydés ni recyclés par les charognards. Ils s'accumulent et se mêlent intimement à la matrice minérale. Avec l'enfouissement et la cuisson graduelle par la chaleur terrestre, cette matière organique va se transformer, se polymérisant en une substance complexe et insoluble, le kérogène, qui donne aux schistes noirs leur couleur caractéristique. C'est ce kérogène qui, si l'histoire thermique du bassin est parfaite, c'est-à-dire ni trop froide pour rester stérile ni trop chaude pour être sur-cuite et détruite, va craquer en hydrocarbures liquides et gazeux : pétrole et gaz naturel. Le schiste n'est alors plus seulement une roche couverture imperméable piégeant le pétrole conventionnel, mais une roche mère, la source même de l'or noir. La révolution du gaz et du pétrole de schiste au début du XXI^e siècle a transformé cette roche en une cible directe, où la fracturation hydraulique vient recréer artificiellement la perméabilité que la nature lui a refusée.

La gamme chromatique d'un schiste est un langage codé déchiffrant les conditions de son milieu de dépôt. Un schiste noir, riche en matière organique et en sulfures de fer comme la pyrite framboïdale, traduit l'anoxie et l'euxinisme, un environnement toxique saturé en sulfure d'hydrogène, souvent mortel pour la vie benthique. Un schiste rouge, oxydé, indique au contraire un dépôt en eaux peu profondes, bien oxygénées, dans un climat aride où le fer est présent sous forme d'hématite dispersée. Une teinte verte trahit la présence de fer ferreux, dans un milieu modérément réducteur, fréquemment lié à des minéraux comme la glauconie ou la chlorite, formés à l'interface eau-sédiment. 

Parce qu'ils se déposent en couches continues et calmes, et parce que leur granulométrie ultrafine préserve des détails d'une finesse exquise, les schistes sont des conservatoires paléontologiques. Les Lagerstätten les plus célèbres, ces gisements à conservation exceptionnelle, sont très souvent des schistes : les schistes de Burgess au Canada ont fixé l'explosion cambrienne il y a 508 millions d'années, préservant les parties molles d'organismes énigmatiques comme l'Hallucigenia ou l'Anomalocaris dans un glissement de boue sous-marin quasi instantané. Les calcschistes laminés de Solnhofen en Allemagne, déposés dans une lagune tropicale hyper-saline au Jurassique, ont livré l'oiseau primordial Archaeopteryx, chaque plume fossilisée avec une délicatesse inouïe. Dans l'ambre du temps, ces schistes ont aussi fixé la mémoire des grandes crises biologiques. Les schistes noirs de la limite Cénomanien-Turonien, il y a 94 millions d'années, enregistrent un événement anoxique océanique mondial, où une déstabilisation du climat a provoqué une extinction marine massive, tout en enfouissant des quantités colossales de carbone organique, modifiant la chimie planétaire pour des millénaires.

Sur le plan économique, le rôle du schiste est d'une ambivalence géotechnique profonde. En tant que matériau, sa fissilité en a fait historiquement une source de moellons plats, de lauzes pour les toitures rurales et d'ardoises d'une certaine qualité, bien que l'ardoise véritable soit un schiste ardoisier métamorphisé. Pourtant, en tant que fondation, la présence de schistes gonflants, riches en smectites capables d'absorber l'eau et de varier drastiquement de volume, est un fléau pour le génie civil, causant des glissements de terrain et fissurant les ouvrages. Sa porosité quasi nulle en fait le sceau ultime, la barrière imperméable qui empêche la remontée des fluides, un attribut vital pour le stockage géologique du dioxyde de carbone ou des déchets radioactifs. Enfin, en dehors des hydrocarbures, il constitue une ressource minérale majeure : les schistes bitumineux, chauffés en cornue pour en extraire une huile synthétique; les schistes alumineux, altérés, qui ont fourni l'aluminium; ou encore les schistes cuprifères, comme ceux du gisement de Kupferschiefer en Europe, qui furent exploités pour le cuivre et l'argent.

On distingue une grande quantité de schistes :
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