หินตะกอนเป็นหินประเภทหนึ่งที่เกิดจากการทับถมและการประสานของวัสดุนั้นที่พื้นผิวโลกและภายในแหล่งน้ำ การตกตะกอนเป็นชื่อเรียกของกระบวนการที่ทำให้แร่หรืออนุภาคอินทรีย์ (เศษซาก) ตกตะกอนเข้าที่ อนุภาคที่ก่อตัวเป็นหินตะกอนโดยการสะสมเรียกว่าตะกอน ก่อนที่จะถูกทับถมตะกอนจะเกิดขึ้นจากการผุกร่อนและการกัดเซาะจากบริเวณแหล่งกำเนิดจากนั้นเคลื่อนย้ายไปยังสถานที่ที่มีการทับถมโดยน้ำลมน้ำแข็งการเคลื่อนตัวของมวลหรือธารน้ำแข็งซึ่งเรียกว่าตัวแทนของการปฏิเสธ การตกตะกอนอาจเกิดขึ้นได้เมื่อแร่ธาตุตกตะกอนจากสารละลายน้ำหรือเปลือกหอยของสิ่งมีชีวิตในน้ำที่ตกตะกอนออกจากสารแขวนลอย
หินตะกอนปกคลุมของทวีปต่างๆของเปลือกโลกนั้นกว้างขวาง (73% ของพื้นผิวโลกในปัจจุบัน) แต่การมีส่วนร่วมทั้งหมดของหินตะกอนคาดว่าจะมีเพียง 8% ของปริมาตรทั้งหมดของเปลือกโลก หินตะกอนเป็นเพียงแผ่นไม้อัดบาง ๆ บนเปลือกโลกซึ่งส่วนใหญ่เป็นหินอัคนีและหินแปร หินตะกอนทับถมกันเป็นชั้น ๆ เป็นชั้น ๆ จนกลายเป็นโครงสร้างที่เรียกว่าผ้าปูที่นอน การศึกษาหินตะกอนและชั้นหินให้ข้อมูลเกี่ยวกับพื้นผิวดินที่เป็นประโยชน์สำหรับงานวิศวกรรมโยธาเช่นในการก่อสร้างถนนบ้านอุโมงค์คลองหรือโครงสร้างอื่น ๆ หินตะกอนยังเป็นแหล่งทรัพยากรธรรมชาติที่สำคัญเช่นถ่านหินเชื้อเพลิงฟอสซิลน้ำดื่มหรือแร่
การศึกษาลำดับชั้นหินตะกอนเป็นแหล่งข้อมูลหลักในการทำความเข้าใจเกี่ยวกับประวัติศาสตร์ของโลกรวมทั้งบรรพชีวินวิทยาบรรพชีวินวิทยาและประวัติชีวิต ระเบียบวินัยทางวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาคุณสมบัติและต้นกำเนิดของหินตะกอนเรียกว่าตะกอนวิทยา Sedimentology เป็นส่วนหนึ่งของทั้งธรณีวิทยาและภูมิศาสตร์กายภาพและทับซ้อนบางส่วนกับสาขาวิชาอื่น ๆ ในวิทยาศาสตร์โลกเช่น Pedology ธรณีสัณฐานวิทยาธรณีเคมีและธรณีวิทยาโครงสร้าง นอกจากนี้ยังพบหินตะกอนบนดาวอังคาร