Gneissi syntyy tyypillisesti magma- tai sedimenttikiven joutuessa suureen paineeseen ja lämpötilaan esimerkiksi mannerten törmätessä. Magmakiviperäistä gneissiä kutsutaan ortogneissiksi ja sedimenttiperäistä paragneissiksi. Gneissikivi koostuu tavallisesti plagioklaasista ja kvartsista sekä vaihtelevissa määrin muskoviitista, biotiitista ja sarvivälkkeestä.

Gneisseille on tyypillistä mineraalien jaottuminen kerroksiksi, esimerkiksi niiden sisältämien rauta- tai piimäärien mukaan. Tämän vuoksi gneissi näyttää yleensä nopeasti katsoen raitaiselta. Jos yli puolet mineraaleista on litistynyt, niin puhutaan gneissin sijaan liuskeesta. Gneissit nimetään tavallisesti lähdekiven eli protoliitin mukaan tai gneissin päämineraalin perusteella (esim. kiillegneissi tai granaattikordieriittigneissi). 

Gneissin läpikäymistä muutoksista huolimatta voidaan joissain tapauksissa tulkita kiven alkuperäinen ikä siinä olevien metamorfoosia vastustavien zirkonikiteiden avulla.