Schlammsteine bilden sich am Grund von Gewässern wie Ozeanen, Seen und Flüssen, insbesondere in ruhigen Abschnitten. Die Steine bilden sich, wenn sich feinkörnige Tonpartikel im Wasser absetzen.
Schichten von darüber liegenden Sedimenten begraben und verdichten den Schlamm im Wasser, drücken das Wasser schließlich heraus und bilden Tonstein. Tonstein und Schiefer haben ähnliche Zusammensetzungen, wobei beide aus Schluff- und Tonpartikeln bestehen. Lehmstein zerfällt jedoch schließlich in blockige Stücke, während Schiefer in dünne Splitter zerfällt. Während ruhige Wasserbedingungen mit nur zeitweise schwachen Turbulenzen die Bildung von Tonstein fördern können, kann es sich auch bilden, wenn die Strömungsgeschwindigkeiten schnell genug sind, um sich zu bewegen und Sand abzulagern.