변성작용에 영향을 미치는 가장 중요한 3가지 변수로는 온도·압력 및 원암의 조성을 들 수 있다. 변성작용은 150~1,000℃의 온도범위에서 일어난다. 일반적으로 150℃ 이하에서 일어나는 광물의 변화는 속성작용이라고 하여 변성작용과 구분되며, 온도가 1,000℃ 이상으로 증가할 경우에는 화성작용이 일어난다. 암석의 종류에 따라서 변성작용을 일으키는 온도는 다소 차이가 난다.

지구 내부의 온도는 맨틀에서 운반되는 열류, 방사성 붕괴에 의해 발생하는 열, 규산염 용융물에 의해 전달되는 열 등에 의해 결정되며 깊이와 시간에 의해 조절되기도 한다. 압력도 변성작용을 조절하는데, 주로 상부암석의 하중에 의해 발생하므로 두께가 얇은 해양지각보다는 두꺼운 대륙지각에서 크게 나타난다(→ 지각). 그러나 섭입대의 해양지각은 매우 깊은 곳까지 매몰되기 때문에 이곳에서는 고압의 변성조건이 형성된다.

압력이 수직방향 이외의 방향으로 작용할 경우에는 변성암의 변형이 일어나, 변성암의 구조나 조직에 영향을 미친다. 변성암의 화학조성은 원암의 화학조성에 의해 크게 영향을 받게 되므로 대부분의 경우 원암의 화학조성과 같은 조성을 갖게 된다. 만약 변성암의 화학조성이 원암의 화학조성과 크게 다르다면, 이는 유동성이 큰 원소들이나 물 및 이산화탄소 같은 휘발성 원소들에 의한 영향으로 나타나는 현상이다.

변성암으로 재결정화될 수 있는 원암의 종류는 매우 다양하다. 따라서 변성암의 화학조성은 매우 다양하지만 이토질·석회질·규장질 및 고철질의 4종류 화학계만으로 비교적 단순하게 구분된다. 변성암을 구성하는 광물들의 종류는 다양하다. 광물조성은 주로 원암의 화학조성에 의해 결정되지만 이밖에도 온도와 압력의 영향을 받는다. 변성암 내에 나타나는 광물들의 수는 '기브스의 상법칙'이라고 하는 열역학 법칙에 따라 제한된다(→ 변형).