矿物蚀变（mineral alteration）是指改变矿物化学成分或晶体结构的各种自然过程。蚀变可以发生在矿物形成后的任何阶段，既可发生在近地表的风化环境，也可发生在深部的热液、变质或岩浆晚期环境。
矿物蚀变基本上受与能量守恒相关的热力学定律支配，并受环境条件影响，通常在有催化剂存在时发生。最常见和最有影响力的催化剂是水。水既是反应物，也是离子迁移的介质；它促进水解、水合、溶解和再沉淀，使原有矿物被更稳定的新矿物替代。
不同矿物蚀变的程度和时间尺度取决于初始产物及其物理性质和对蚀变的敏感性。一些矿物，如石英和锆石，在正常风化条件下具有很强的抗蚀变能力。然而，石英在高压下可能转变为斯石英，锆石在放射性组分和时间的作用下可能转变为变晶锆石（cyrtolite）。这说明"抗蚀变"是相对于环境条件而言的，并非绝对。
在某些情况下，矿物蚀变后保持其外部形态，称为假象。假象说明原矿物已被新矿物替代，但新矿物继承了原矿物的晶形、解理或表面纹理，是判断蚀变历史和流体活动的重要证据。
矿物蚀变与岩石蚀变过程变质作用明显不同，也不同于风化作用。变质作用强调在固态下、由温度压力变化驱动的矿物组合重组；风化作用强调近地表、低温、与水、氧和生物作用相关的分解与搬运；矿物蚀变则是更广义的术语，涵盖单个矿物被替代或改造的过程。这些过程可以相互重叠，也可以互相促进。有些矿物是固溶体系列的成员，是连续成分变化范围内的样品，因此不是"矿物蚀变"的产物。
一个常见的氧化例子是天然二价铁矿物（如黄铁矿）被氧化成针铁矿或其他三价铁氢氧化物或硫酸盐。氧化反应常伴随酸的产生，导致酸性矿山排水；黄铁矿氧化是矿山环境管理中最受关注的反应之一。
在长期干燥条件下，含水硫酸盐矿物石膏很容易转变为无水硫酸盐矿物硬石膏：CaSO₄·2H₂O → CaSO₄。这是一个可逆反应，硬石膏吸水后又可重新水合为石膏。水合与脱水在蒸发岩、土壤和建筑石材中都很常见。
高岭石化是指碱性长石在弱酸性溶液存在下转变为黏土矿物高岭石的过程。雨水容易溶解大气中的二氧化碳，促进花岗岩的风化。在碳酸和水存在下，钾长石转变为高岭石，同时产生钾离子、碳酸氢根和二氧化硅作为副产品：
2 KAlSi₃O₈ + 2 H₂CO₃ + 9 H₂O → Al₂Si₂O₅(OH)₄ + 4 H₄SiO₄ + 2 K⁺ + 2 HCO₃⁻
高岭石化是花岗岩风化壳和陶瓷原料形成的重要过程，也是土壤黏土矿物的主要来源之一。
绿帘石化是斜长石转变为绿帘石族矿物的蚀变过程，常见于低级变质、热液蚀变和埋藏变质环境。斜长石中的钙和铝被重新组合，形成绿帘石、斜黝帘石等矿物，同时释放钠和硅。
绿泥石化是辉石或角闪石矿物转变为绿泥石族矿物的过程。绿泥石化是变质过渡到绿片岩相以及角闪岩相退变质作用的常见过程，也是基性岩和超基性岩热液蚀变的标志。
在陨石坑等天体撞击构造周围，普通二氧化硅或石英晶体可能因陨石撞击产生的极端高压和高温环境而转变为斯石英和柯石英。这两种高压多型是识别撞击构造的重要证据。
放射性衰变蚀变的一个常见例子是含放射性元素的锆石或褐帘石晶体因结构损伤而变成变晶质或非晶质。放射性粒子破坏晶格，使矿物失去长程有序，形成变晶质（metamict）状态；加热可使部分变晶质矿物恢复结晶。
蛇纹石化是导致蛇纹石族矿物形成的过程，主要来自橄榄石族，水合作用和压力变化是主要因素。蛇纹石化伴随体积膨胀和岩石力学性质改变，是蛇绿岩和超基性岩研究中的关键过程。
白云石化是指方解石质的富钙沉积岩（如石灰岩）转变为富含镁白云石的白云岩的各种方式。成岩作用是一个可能的主要机制，涉及大量水和相当低的热量，水作为离子交换的催化剂：
2 CaCO₃（石灰岩）+ Mg²⁺ → CaMg(CO₃)₂（白云石）+ Ca²⁺
白云石化会改变岩石的孔隙度和储层性质，是碳酸盐岩油气勘探和地下水研究中的重要问题。
黄铁矿化涉及铁和硫原子的离子置换，结合形成矿物黄铁矿。黄铁矿化常与还原环境、有机质分解和硫酸盐还原菌活动有关，也可由热液带入铁和硫形成。
蛋白石化是非晶质二氧化硅（通常是硅质微化石在固结沉积岩中的有机残留物）转变为蛋白石（一种类矿物）的过程。蛋白石缺乏长程有序，因此被归为类矿物而非严格意义上的矿物。
纤闪石化是指辉石（最常见的是普通辉石）经岩浆后期蚀变形成角闪石（阳起石-透闪石）的过程。该蚀变发生在岩浆结晶的晚期低温阶段（低于500°C）或低级变质事件期间（亚绿片岩相变质作用）。该反应是副像的，意味着矿物的结构被改变，但原始化学成分得以保留。
矿物蚀变记录了矿物与流体、大气和生物圈相互作用的历史。通过蚀变矿物组合、反应边、假象和流体包裹体，可以重建古流体成分、温度、pH 和氧化还原条件。蚀变还影响岩石的孔隙度、渗透率、强度和化学稳定性，因此在油气储层、地下水、矿山环境和工程地质中都具有重要意义。