嶂石岩地貌是在地球演化的漫长地质历史时期，由于各种内外力的地质作用，形成发展并遗留下来的不可再生的地质自然遗产。地质结构是嶂石岩地貌形成的物质基础，内力地质作用和外力地质作用是嶂石岩地貌形成发展的动力。
（1）岩性坚硬，产状平缓，节理发育是嶂石岩地貌发育的物质基础
发育嶂石岩地貌的地层为中元古界长城系石英砂岩、长石石英砂岩、砂质页岩为主，总厚度400余米。该岩层主要由中－厚层石英砂岩组成，硅质－铁质胶结，受到轻微变质作用，岩性坚硬。在垂向上大体可分为三个层段，其中，下部由含砾砂岩、石英砂岩组成，岩性均匀致密，属滨海相；中部由长石石英砂岩、粉砂岩和粉砂质页岩组成，属河口三角洲相；上部由中粗粒长石石英砂岩和石英砂岩组成，岩性均匀致密，属潮滩相。岩性的垂向变化是导致差异侵蚀并发育嶂石岩地区阶梯状陡崖的基础条件。其中，下部和上部以石英砂岩为主地层形成陡崖，而中部以粉砂岩和粉砂质页岩为主的地层形成台栈。因坚硬岩性的抗蚀性而形成的陡崖在嶂石岩地区得以长距离延伸的另一个条件是其位于赞皇复式背斜的轴部西翼（或穹隆的核部西翼），这里地层产状平缓，且发育一组由N5ºW向和N75ºE向节理组成的共轭X节理。平缓的地层产状使嶂石岩地貌中的丹崖长墙得以发育和延伸，而发育良好、近于互相垂直的共轭X节理则使嶂石岩地貌具有棱角鲜明的特色。
（2）强烈的断块抬升是嶂石岩地貌发育的重要前提
第四纪以来，本区山体受太行山东、西边界断裂强烈活动的影响而呈现剧烈的隆升。从发育于山顶和山麓的古地貌面的对比可以推算出其抬升幅度达1300－1400m以上。强烈的隆升使得山体的相对高差增大，因而，为外动力地质作用对嶂石岩地貌的塑造提供了前提条件（图5-2）。
（3）气候的剧烈波动和显著的干湿交替是塑造嶂石岩地貌的主要动力
第四纪以来，由于冰期气候的数次出现（据研究，第四纪以来本区至少有4次大的冰期出现，而小尺度的冷期则多达20次以上），使得区内在冰期气候中，山体遭受强烈物理风化作用。研究表明，第四纪冰期期间，气候寒冷干燥，平均气温较间冰期下降7℃－10℃以上，降水较少，且以突出性暴雨为主。寒冷干燥的气候使地表植被减少，岩石崩塌加剧，而突发性的暴雨洪水又使河流溯源侵蚀和下切作用增强，加速了嶂石岩地貌的发育；而间冰期的气候又变得温暖湿润，气温波动较小且降水量增加，但暴雨减少。故间冰期期间使嶂石岩地貌的发育过程减缓，并受到一定的修饰作用。嶂石岩地貌正是在这种气候波动条件下，重力与流水地貌过程共同作用的结果。
（4）重力作用及岩石崩塌
公园可见有大量的岩石崩塌现象，这是陡斜坡上的岩土体在重力作用下突然脱离母体崩落、滚动、堆积到坡脚的现象。由于山体不断崩塌、后退，形成了嶂石岩绝壁陡崖、方山、巷谷、石柱、峰林，以及不同演化阶段的地貌景观。
