Gneis entsteht durch die Hochtemperatur-Metamorphose bestehender magmatischer Gesteine, im Allgemeinen Granit oder Diorit. Die Gesteine, die Gneis bilden, sind extremen Drücken und Temperaturen zwischen 600 und 700 Grad Celsius ausgesetzt. Diese Temperaturen führen dazu, dass die einzelnen Mineralien wandern und sich durch das Gestein unterschiedliche Bänder bilden.
Gneis hat keine besondere mineralische Zusammensetzung und der Begriff bezieht sich nur auf die gebänderte Textur. Es bildet sich jedoch nur aus magmatischen Gesteinen und enthält daher tendenziell Mineralien, die in metamorphen Gesteinen aus Sedimentgestein wie Marmor nicht vorkommen. Trotz des allgemeinen Erscheinungsbildes von Bändern sind die unterschiedlichen Strukturen längliche körnige Strukturen, so dass Gneis im Gegensatz zu Schiefer nicht entlang seiner Bänder spaltet. Die Prozesse, die Gneis erzeugen, können, wenn sie lange genug durchgeführt werden, normalen Granit wiederherstellen, und Gneis kann sich auch aus Gabbro oder Schiefer bilden. Schiefer und Quarzit können neben Gneis gebildet werden, zusammen mit anderen Arten von metamorphem Gestein, das aus magmatischen Gesteinen gebildet wird.
Gneis ist sehr verbreitet und bildet tatsächlich den größten Teil der unteren Erdkruste, sodass jeder tiefe Tunnel auf Gneis trifft. Die ältesten bisher gefundenen Gesteine sind Gneis, wobei das älteste auf über 4 Milliarden Jahre datiert ist, älter als die meisten Schätzungen über die Anfänge des Lebens auf der Erde.
