大地貌单元主要受大地构造所控制，而组成地貌的岩石性质与地层产状，对于中、小型地貌的发育则具有一定的影响。
火成岩类在新疆各大山系中分布较广泛。在阿尔泰山的花岗岩类几乎占据山体的一半。如花岗岩、伟晶花岗岩、花岗斑岩及花岗片麻岩等。这类岩石由多种矿物组合而成，而各类矿物的颜色、颗粒、热容量、膨胀系数等各不相同，一般易于风化破坏，另外，这类岩石由于年代的差别，早期受到后期的穿插破坏，更易于风化，在阿尔泰山的中低山地区常形成负地形。但也有巨大的花岗岩体构成高大山峰，例如铁美尔巴坎山。花岗岩体经球状风化形成特殊形态(相片5)。天山内部剥蚀平原上突露及枕状节理发育的花岗岩体，由于枕状节理层间易于风化，矿物松解，再经风的吹蚀形成弹簧状的岩柱。在东天山的博格达峰，由辉长岩和辉绿岩构成，海拔5445m，为东天山的最高峰。此外，地层中的火成岩岩株侵入体，由于它较围岩坚硬不易被侵蚀，当岩株的围岩被侵蚀后就形成岩柱地形(相片6)。
变质岩种类繁多，有板岩、石英岩、大理岩、云母片岩和千枚岩，等等。岩层强度差异悬殊，较坚硬的构成峭拔的高山;较软弱破碎的地形相对低下。如阿尔泰山的友谊峰，海拔4374m，主要由奥陶系的灰色、浅灰绿色的变质碎屑和花岗岩组成。再如经变质使岩石坚硬形成的山峰———汗腾格里峰，海拔6995m，由大理岩、千枚岩及砂岩、砾岩组成。另外，在哈纳斯湖西侧的骆驼山，多由灰绿色千枚岩构成，海拔只有2000m左右，这里地层除众多层面和层理外，还有许多节理和片理，经寒冻风化，沿片理的剥蚀作用，除形成厚层的坡积外，在峰脊附近常为梳状山脊(袁方策等，1994)。
由于地层的产状差异，再配合岩性对地貌发育起到明显的作用。除人们熟知的背斜山或向斜山外，由于倾斜角度和较坚实的岩性配合，可以形成独特的单斜地貌，这在柯坪地区较为典型。地层产状水平(地层倾斜3°～5°以内)，又是软硬地层相间，较坚硬地层分布于顶面起到保护作用，经流水切割之后，再经吹蚀，常形成“风城”(雅丹)，如乌尔禾魔鬼城，准噶尔盆地内的乌伦古湖以南到夏孜盖一带，伊吾淖毛湖东部地区，哈密以东以南地区以及罗布泊地区均有出现，其形态如蘑菇状、塔形、宫殿状等。在古、新近纪泥岩分布区，由于其垂直节理较发育，加之顶部受第四纪胶结砾石层保护形成土林(相片7)。