Organische Sedimentgesteine sind Sedimentgesteine, die aus Überresten von Organismen gebildet werden. Die drei Arten von organischem Sedimentgestein sind Kalkstein, Hornstein und Kohle. Sowohl Kalkstein als auch Hornstein werden größtenteils aus den harten Strukturen von Organismen gebildet, während Kohle aus abgestorbenen Pflanzen gebildet wird, nachdem sie lange Zeit den richtigen Umweltbedingungen ausgesetzt waren.
Knochenfische, Korallen und bestimmte planktonische Algen bilden kalziumbasierte Strukturen, die nach ihrem Tod zerfallen und sich am Meeresboden absetzen. Diese bauen sich unter Zeit und Druck auf und erstarren schließlich zu einer festen Masse, die als Kalkstein bekannt ist. Kalkstein wird aufgrund seines Kalziumgehalts von sauren Stoffen, auch Regenwasser, leicht aufgelöst. Marmor ist ein metamorphes Gestein aus Kalkstein, das extremen Temperaturen und Drücken ausgesetzt ist.
Eine andere Gruppe von photosynthetischem Plankton, bekannt als Kieselalgen, sowie Schwämme erzeugen Strukturen aus Siliziumdioxid. Die Sedimente von Kieselalgen sind die Quelle von Kieselgur, aber wenn sie nicht zu diesem Zweck gesammelt werden, verursachen Zeit und Druck die Bildung von Hornstein.
Kohle ist die einzige Art von organischem Sedimentgestein, das nicht hauptsächlich in Ozeanen gebildet wird. Stattdessen bildet es sich in flachen Gewässern, insbesondere in Sümpfen, wo Pflanzenreste durch Sedimente begraben und verschiedenen chemischen Prozessen ausgesetzt sind, wodurch der Kohlenstoffbestandteil der Pflanzen gereinigt wird.