Sedimentair gesteente of afzettingsgesteente is gesteente dat ontstaat door lithificatie (gesteentevorming) van afgezet sediment of organisch materiaal. Het afzetten van sediment (sedimentatie) is een verzamelnaam voor processen waarbij deeltjes bezinken of mineralen neerslaan uit water of een andere oplossing. Sediment is afkomstig van elders, waar het door verwering en erosie losgemaakt werd, om daarna door water, wind, massabeweging of ijs naar de plek van sedimentatie te zijn getransporteerd.
Sedimentaire gesteenten vormen zich op of vlak onder het aardoppervlak. Hoewel ze maar een zeer klein deel van het volume van de Aarde uitmaken, bedekken ze het grootste gedeelte van het aardoppervlak. Sedimentaire gesteenten bestaan gewoonlijk uit lagen, die over elkaar werden afgezet. Het bestuderen van het verloop van deze lagen kan belangrijke informatie opleveren over de eigenschappen van de ondergrond, die bij de constructie van bijvoorbeeld wegen, kanalen, tunnels of huizen van belang kan zijn. Sedimentaire gesteenten zijn bovendien voor de industrie van belang als vindplek van grondstoffen als steenkool, olie, gas, drinkwater en ertsen.
De bestudering van de opeenvolging van sedimentaire gesteentelagen heeft daarnaast belangrijke kennis over paleogeografie en de ontwikkeling van het klimaat en leven in het verleden opgeleverd.
De discipline die de eigenschappen en ontstaanswijze van sediment en sedimentair gesteente bestudeert is de sedimentologie. Sedimentologie kan zowel tot de geologie als tot de fysische geografie worden gerekend en heeft raakvlakken met andere aardwetenschappen zoals bodemkunde, geomorfologie, geochemie of structurele geologie.