Diagenees on kõikide setteid ja settekivimeid mõjutavate füüsikaliste ja keemiliste protsesside (v.a murenemine ja moone) kogum.
Lihtsustatud käsitluse järgi on diagenees setete muutumine settekivimeiks. Tegelikult hõlmab diagenees peale settekivimite moodustumise ka nendega toimuvaid litifitseerumisjärgseid muutusi.
Diagenees algab kohe pärast setteosakese settimist ja jätkub seni, kuni kivim moondub. Diagenees ei ole sugugi mitte alati ühesuunaline protsess, sest mattunud ja kivistunud setted ei pruugi lõpptulemusena moonduda, vaid võivad tektooniliste liikumiste käigus taas maapinnale lähemale liikuda.
Enamasti liigitatakse diagenees sarnaselt murenemisega kaheks – füüsikaliseks ja keemiliseks. Füüsikaline diagenees hõlmab näiteks kompaktsiooni ja sellest tulenevat pooriruumi ruumala vähenemist, lõhede tekkimist jne. Keemiline diagenees on olemasolevate sette- või kivimiosakeste lahustumine pooriruumis ringlevates vedelikes, uute mineraalide tsemendina pooriruumi settimine jms. Ka siin tuleb eristada diageneesi, mis toimub suhteliselt madalatemperatuurilistes vedelikes, hüdrotermaalsest moondest, mida põhjustavad kuumad fluidid.
