Kalkstein er anten danna ved kjemisk utfelling frå vatn overmetta påkalsiumkarbonat, eller biokjemisk, som dei fleste kalksteinane. Ved sistnemnde kjem kalken frå marine organismar, hovudsakleg korallar, kalkskal frå mikrofossil (til dømeskrit, som består av 97,5-98,5 % kalkspat) eller nedknuste skjelrestar (til dømes kalksand fråsnigleskal ogskjel) og frå andre daude kalkdannande organismar som skil ut kalsiumkarbonat for å danne skal eller skjelett. Når organismane døyr fell skala og skjelettfragmenta til botn. Her vert dei med tida gravlagd og pressast og sementerast saman under stadig høgare trykk og temperatur; ein forsteiningsprosess som òg blir kalladiagenese. I denne prosessen vil dei fleste organiske strukturane forsvinne og mange kalksteinar er derfor homogene og utan tydelegefossil.
Om kalkstein vert utsett for høgt trykk og varme over lang tid, vil han gjennomgåmetamorfose og bli tilmarmor. Under metamorfosen vil skalrestane dels løysast opp og krystallisere på ny som kalkspat. Øvrige restar frå organismane (primærtkarbon) blir då omdanna tilgrafitt.
I den geologiske lagfølgja er kalkstein eit teikn på at området der bergarten er danna har låge under eit grunthav. Som følgje avlandheving som lyfter kalksteinsavsetningar opp i dagen ogerosjon av overliggande bergartar kan ein derfor finne kalkstein på land i dag.
Kalkstein vert danna i alle geologiske periodar, fråprekambrium og fram til i dag. Det er den kjemiske sedimentære bergarten med størst utbreiing på verdsbasis, og om lag 10 % av alle sedimentære bergartar på jorda er kalkstein.
I Noreg finst fleire typar kalkstein. Rundt Oslofjorden, i det geologiske området som blir kallaOslofeltet, finn ein lavmetamorf og umetamorf kalkstein som vart avsett i dei geologiske tidsepokaneordovicium ogsilur. Omdanna kalkstein finst mellom anna både i prekambriske bergartar i grunnfjellet mellomKvænangen ogRepparfjord og iBambleområdet. Omdanna kalkstein er og vanleg langs heile den kaledonske fjellkjeda frå Porsanger i nord til Randsfjorden og Mjøsa i sør.
Særleg i områda mellom Møre og Romsdal og Troms finst førekomstar av høgmetamorfe karbonatbergarter som er veleigna til industrielle formål.
Kalkstein vert brukt som bygningsstein, til brent kalk, sementframstilling og som miljøkalk til vassdrag og jordforbetring.
I teknisk og praktisk geologi vert uttrykket 'kalkstein' òg nytta om alle bergarter som kan utnyttast som industrikalk. Dette betyr at sjølv tydeleg grovkrystallinsk marmor vert kalla kalkstein dersom førekomsten er drive for bruk i industrien eller pulveriserast til sementproduksjon, fyllstoff eller liknande.
