Монтмориллониты образуются в корах выветривания самых разных материнских пород, но особенно основных и ультраосновных, богатых щелочноземельными элементами. В зависимости от состава пород меняется и состав монтмориллонитов. В осадочных породах монтмориллонит почти исключительно аллотигенный. Аутигенный монтмориллонит образуется в особых условиях, свойственных, например, бентонитам. При погружении осадочных пород и соответствующем росте пластовых температур монтмориллониты становятся неустойчивыми и подвергаются гидрослюдизации. Поэтому глинистые породы с высоким содержанием монтмориллонита типичны только для верхних частей разрезов осадочных бассейнов. Монтмориллонит в песчаных породах еще более неустойчивы и переходят в гидрослюды и хлориты при меньших температурах. Исключение представляют молодые бассейны с очень высокими скоростями погружения, в которых типично новообразование монтмориллонита даже в полимиктовых (особенно с вулканогенным материалом) сильно водообильных (с высокой пористостью) песчаниках до глубин 4—5 км.
Глины с монтмориллонитом обладают прекрасными экранирующими свойствами, так как в водонасьпценном состоянии размеры пор в них соизмеримы с размерами межпакетных промежутков, а возникающие трещины благодаря способности глин к набуханию залечиваются материалом самих этих глин. Поскольку практически в любых нефтегазоносных бассейнах глинистые породы малых глубин характеризуются высоким содержанием монтмориллонита, все эти породы при достаточной протяженности являются хорошими покрышками. В песчаных породах присутствие даже небольшого количества монтмориллонита (первые %) приводит к резкому падению проницаемости и к ухудшению коллекторских свойств.