張家界地貌是砂岩地貌的一種獨特類型，它是“在中國華南板塊大地構造背景和亞熱帶濕潤區內，由產狀近水平的中、上泥盆統石英砂岩為成景母岩，以流水侵蝕、重力崩塌、風化等營力形成的，以棱角平直的高大石柱林為主，以及深切嶂谷、石牆、天生橋、方山、平台等造型地貌為代表的地貌景觀”。 張家界在區域構造體系中，處於新華夏第三隆起帶，在漫長的地質歷史時期內，大致經歷了武陵 ——雪峰、印支、燕山、喜山及新構成了本區域的基本構造地貌格架，而喜山及新構造運動是形成張家界奇特的石英砂岩峰林地貌景觀的最基本的內在因素。面外力地質活動作用的流水侵蝕和重力崩塌及其生物的生化作用和物理風化作用，則是塑造張家界地貌景觀必不可少的外部條件。因此，它的形成是在特定的地質環 晚古生代中晚泥盆紀時期，湖南西北地區地殼下降，發生大面積海浸，成為一片汪洋。張家界處於“川湘凹陷地帶”之深海處，靠近古陸，接納了由流水源源不斷地從鄰近古陸搬遷來的大量鬆散碎悄物質，經過沉積和漫長而又復雜的成岩過程，形成厚達500多米的石英砂岩。經過漫長的流水切割、差異風化、重力崩塌等外營力作用，便形成了現在所看到的怪誕詭譎的峰林峽谷。石英砂岩峰林景觀標新立異，獨樹一幟，具有極高的旅遊觀光價值和科研價值。