沉积岩最明显的特征是有层状构造和层理。
它是在沉积岩生成的过程中，由于沉积物质的成分、颗粒大小、颜色和沉积时间早晚等条件不同所形成的。层理是沉积岩的两个层面之间还有更细微的成层现象，根据层理形态的不同，又分为水平层理、斜层理和波状层理等。
在沉积岩中还含有多种生物化石。这是由于在沉积过程中，生物遗体也随着沉积下来，经过很长时间，这些生物的外壳、骨骼、根、茎、叶等有机物质逐渐被矿物质交换、充填、最后变成了“石头”但仍保存了原来的形状或痕迹，这就是化石。在煤层附近的岩层中常可见到树叶、树根等植物化石。
此外，在沉积岩中还可见到与该岩层有明显差异的团块状物体，称为“结核”。例如，在煤层中常见到黄铁矿质的结核。
