Les marbres de Carrare sont connus pour leur grande pureté minéralogique : ils sont formés presque exclusivement de petits grains de calcite de taille globalement équivalente. Ils résultent de la transformation métamorphique de carbonates (calcite et dolomite) déposés au Trias et au Lias. Au Cénozoïque, ces carbonates ont été affectés par plusieurs événements métamorphiques de faible degré (faciès des schistes verts).
Les rares zones sombres que présente ce marbre correspondent à de petites inclusions de graphite. Ce graphique provient de la dégradation au cours des événements métamorphiques de la matière organique enfouit avec les carbonates du Trias et du Lias.