В гидротермальных месторождениях гематит встречается вместе с кварцем, баритом, магнетитом, сидеритом, различными сульфидами, хлоритом и другими минералами — оловорудное месторождение Альтенберг в Саксонии (Германия), молибденоворудное месторождение Восточный Коунрад (Казахстан), флюоритовое месторождение Вёлсендорф в Баварии (Германия), меднорудное месторождение Митерберг в Зальцбурге (Австрия), ряд месторождений Боливии и т. д. В альпийских жилах гематит встречается вместе с кварцем, рутилом, анатазом, брукитом, адуляром, хлоритом и кальцитом (на Урале, в Швейцарии и др.). В месторождениях этого типа встречаются сростки пластинчатых кристаллов в форме «железной розы», иногда с закономерным нарастанием рутила (Сен-Готард, Швейцария). Гематит нередко развивается при гидротермальном изменении скарнов (их окварцевании и др.) — на Урале, в Прибалхашье (Саяк), в Средней Азии (р. Пскем) и др.; при воздействии гидротерм, содержащих углекислоту, на ультраосновные породы (дуниты,перидотиты и др.) и их переработке в тальково-хлоритовые и тальково-карбонатные породы гематит иногда образуется в виде прекрасных кристаллов с тальком, турмалином, магнетитом и актинолитом — Шабры (Свердловская обл.). Он также возникает  в процессе серпентинизации при окислении Fe²⁺ оливина до Fe^3+.

Рассеянная вкрапленность этого минерала нередко наблюдается в околорудных зонах гидротермально измененных пород, в частности, в ореолах «покраснения» пород в связи с урановой минерализацией.
При вулканических процессах он образуется как продукт возгонки при фумарольной деятельности в виде пластинчатых кристалликов и налетов на стенках кратеров вулканов и в трещинах лав, например, в виде рыхлых агрегатов в ассоциации с тенардитом, тридимитом и афтиталитом в кратере Обручева на Камчатке (в зоне с температурой 480—600°), в Италии на Везувии, Этне, Стромболи, в Румынии в горах Кэлиман в виде таблитчатых и призматических кристалликов в брекчии с турмалином, баритом, серой и др.

При процессах регионального метаморфизма этот минерал образуется за счет осадочных бурых железняков в результате их дегидратации. К этому типу относятся крупнейшие месторождения железистых кварцитов и сланцев, в которых гематит встречается вместе с магнетитом, мартитом, куммингтонитом, сидеритом и др.: Кривой Рог и Курская магнитная аномалия в России, Верхнее Озеро (шт. Мичиган, США), шт. Минас-Жераис в Бразилии, штаты Бихар, Орисса и Мадхья-Прадеш в Индии, крупное месторождение Ямпи в Западной Австралии и др. В образовании наиболее богатых руд в месторождениях этого типа большую роль играют процессы гипергенного выщелачивания кремнезема. Сплошные выделения гематита в таких рудах в зарубежной литературе иногда описывают под названием hard hematite. Гематит по магнетиту — мартит — нередко слагает промышленные железные руды (гора Высокая на Урале, Кривой Рог и др.). Иногда он образуется за счет сидерита.
В коре выветривания в условиях сухого жаркого климата при выветривании железистых горных пород гематит образуется в результате дегидратации гидроокислов железа. Встречается вместе с лимонитом, иногда образуя крупные месторождения железа (латериты в р-нах Майари и Моа на о-ве Куба). В бокситах встречается в тонкодисперсных выделениях вместе с гиббситом, бёмитом и диаспорой. В зоне окисления при выветривании пирита в условиях жаркого климата образуются псевдоморфозы гематита по пириту; гематит (гидрогематит) нередко возникает по ярозиту; известны псевдоморфозы по различным минералам из числа сульфидов, окислов, карбонатов, силикатов, сульфатов, фосфатов. В соляных залежах гематит окрашивает соли (сильвин, карналлит, галит и др.) в красный цвет.