Łupki ilaste powstają na skutek długotrwałego działania ciśnienia oraz ciepła na skały osadowe bogate w minerały ilaste. Proces ten nazywa się diagenezą. Kiedy ilaste osady zostają zagłębione głęboko pod ziemią, wywierane na nie ciśnienie powoduje, że cząsteczki glinu i krzemionki ulegają zmianom. Cząsteczki te tworzą nowe minerały, takie jak glinokrzemiany i fyllosilikaty. Przykładem łupków ilastych są łupki łużyckie, które występują na terenie Polski. Te skały są bogate w minerały ilaste, takie jak illit i kaolinit. Ich wyjątkowa struktura umożliwia im zatrzymywanie wody, dzięki czemu są często używane w budownictwie na przykład do izolacji termicznej. W skrócie, łupki ilaste powstają w wyniku wpływu ciśnienia i ciepła na bogate w minerały ilaste skały osadowe.