Hämatit wird hauptsächlich durch die Ausfällung von gelöstem Eisen in Meeresumgebungen gebildet. Das Mineral entsteht auch durch Vulkanismus und Kontaktmetamorphose.
Hämatit ist eines der vorherrschenden terrestrischen Mineralien, das natürlicherweise in magmatischen, metamorphen und Sedimentgesteinen vorkommt. Die Verfestigung von gelöstem Eisen zu Hämatit wird durch bakterielle Wirkung angetrieben, die vor Milliarden von Jahren stattfand. Urzeitliche marine Mikroorganismen, die zur Photosynthese fähig waren, setzten als Nebenprodukt des Prozesses Sauerstoff frei. Der Sauerstoff reagierte mit dem gelösten Eisen zu Hämatit. Dies führte zur Ablagerung des Minerals auf dem Boden der Ozeane der Erde, wo es schließlich an die Küsten gespült wird.
Vulkanische Aktivität trägt auch zur Hämatitbildung durch einen Kristallisationsprozess bei, der während der Magmadifferenzierung auftritt. Dies führt dazu, dass Hämatit in verschiedene magmatische Gesteine intrudiert oder extrudiert wird. Hämatit bildet sich in metamorphen Gesteinen durch Kontaktmetamorphose, wenn heißes geschmolzenes Material sich mit nahegelegenem Gestein verbindet.