张家界地貌是砂岩地貌的一种独特类型，它是由
石英砂岩为成景母岩，以流水侵蚀、重力崩塌、风化等作用力形成的以棱角平直的、高大石柱林为主的地貌景观。它是“在中国华南板块大地构造背景和亚热带湿润区内，由产状近水平的中、上泥盆统石英砂岩为成景母岩，以流水侵蚀、重力崩塌、风化等营力形成的，以棱角平直的高大石柱林为主，以及深切嶂谷、石墙、
天生桥、方山、平台等造型地貌为代表的地貌景观”。
张家界在区域构造体系中，处于新华夏第三隆起带，在漫长的地质历史时期内，大致经历了
武陵——雪峰、
印支、燕山、喜山及新构成了本区域的基本构造地貌格架，而喜山及新构造运动是形成张家界奇特的石英砂岩峰林地貌景观的最基本的内在因素。面外力地质活动作用的流水侵蚀和重力崩塌及其生物的生化作用和物理风化作用，则是塑造张家界地貌景观必不可少的外部条件。因此，它的形成是在特定的地质环境中内外力长期相互作用的结果。
晚古生代中晚
泥盆纪时期，湖南
西北地区地壳下降，发生大面积海浸，成为一片汪洋。张家界处于“川湘凹陷地带”之深海处，靠近古陆，接纳了由流水源源不断地从邻近古陆搬迁来的大量松散碎悄物质，经过沉积和漫长而又复杂的成岩过程，形成厚达500多米的石英砂岩。经过漫长的流水切割、差异风化、重力崩塌等外营力作用，便形成了所看到的怪诞诡谲的峰林峡谷。石英砂岩峰林景观标新立异，独树一帜，具有极高的旅游观光价值和科研价值。