Różnice w zachodzeniu procesów sedymentacji dla różnych substancji są ważnymi, wręcz podstawowymi czynnikami w geologii – w ich wyniku zachodzi gromadzenie się oraz rozdzielanie (zależnie od uziarnienia zgodnie z prawem Stokesa, warstwowanie) produktów wietrzenia skał, szczątków organicznych, materiałów piroklastycznych i innych wszelkich składników powstałych na w powierzchniowej strefie Ziemi na drodze mechanicznej, chemicznej lub biochemicznej. Procesy sedymentacji w geologii mają często charakter ciągły i cykliczny.
Charakter podobny do sedymentacji mają też niektóre procesy zachodzące głęboko pod powierzchnią Ziemi, związane z dyferencjacją grawitacyjną magmy, tj. powodujące rozdzielanie grawitacyjne jej składników.
Sedymentacja jako proces laboratoryjny w geologii (gruntoznawstwo) ma bardzo duże znaczenie podczas klasycznej analizy areometrycznej gruntów.