在地质学中，矿化（mineralization）是指通过不同地质过程形成在经济上重要的金属沉积、矿体或"矿脉"的过程。矿化可以发生在岩浆结晶、热液沉淀、变质反应、沉积作用和表生富集等多种环境中，其结果是原本分散在岩石中的元素被富集到可开采的浓度。
对这一过程的首次科学研究由 W. J. 亨伍德（皇家学会院士）在康沃尔进行，随后由 R. W. 福克斯（皇家学会院士）继续。他们对康沃尔锡铜矿脉的观察奠定了矿脉成因研究的基础，并推动了矿化与围岩蚀变关系的系统研究。
该术语也可指水载矿物（如碳酸钙即方解石、氧化铁即赤铁矿或褐铁矿、或二氧化硅即石英）替换已死亡并被沉积物掩埋的生物体内有机物质的过程。这种矿化是化石形成的重要方式，生物体的硬部或软组织被矿物逐步替代，从而保留其形态甚至微观结构。
矿化也可指矿化过程产生的产物。例如，矿化过程可能将金属如铁引入岩石中，该岩石随后可被称为具有铁矿化。矿化程度、矿化类型和矿化空间分布是矿产勘查和资源评价的核心信息。
矿化可按成因分为岩浆矿化、热液矿化、沉积矿化、变质矿化和表生矿化。岩浆矿化与镁铁质、超镁铁质岩浆的结晶分异有关，形成铬铁矿、铂族元素、钒钛磁铁矿等矿床；热液矿化由含矿流体沿裂隙沉淀形成，常见金、银、铜、铅、锌、钨、锡等矿脉；沉积矿化包括砂岩型铀矿、沉积磷酸盐、条带状铁建造和蒸发岩盐类；变质矿化与变质流体和构造聚焦有关；表生矿化则由风化、氧化和次生富集形成。
矿化还可以按矿种和矿物组合描述，如铜矿化、金矿化、铀矿化、铅锌矿化和稀土矿化。矿化强度通常用品位、吨位和矿体连续性来衡量，矿化异常则是勘查中用于圈定远景区的地球化学或地球物理信号。
矿化不等同于矿床。矿化是元素富集的过程或现象，而矿床是达到经济开采要求的矿化体。一个地区可以有广泛矿化但未形成可经济利用的矿床，也可以有局部高品位矿化构成小型矿床。矿床评价需要考虑品位、储量、开采条件、冶炼性能、市场价格和环境影响。
矿化与围岩蚀变密切相关。热液矿化常伴随硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化和高岭石化等蚀变，蚀变矿物组合可以指示流体温度、pH 和成分，是找矿的重要标志。矿化还受构造控制，断裂、剪切带、褶皱和角砾岩筒常为含矿流体提供通道和沉淀空间。
矿化研究结合野外地质填图、岩相学、矿物学、地球化学、同位素年代学和流体包裹体分析。通过矿石矿物组合、蚀变分带、微量元素和同位素特征，可以判断成矿物质来源、流体演化、沉淀机制和成矿时代。遥感、地球物理和地球化学勘查则用于圈定矿化异常和靶区。
现代矿化研究还关注成矿系统（mineral system）概念，把源区、流体通道、沉淀场所、保存条件和后期改造作为一个整体来分析。这一框架有助于在区域尺度上预测矿化分布，并支持深部找矿和绿色勘查。
矿化既可以形成资源，也可能带来环境问题。自然矿化产生的酸性岩石排水、重金属释放和放射性元素富集，可能在采矿前就存在；采矿和选冶则会加速这些过程。理解自然矿化的背景值，有助于区分人为污染与地质本底，并制定合理的环境管理和修复方案。