太行大峡谷在震旦纪、寒武纪、奥陶纪为海洋，历经陆、海变迁，三叠纪中期上升为陆地，经受了200百万年的风化剥蚀，石英砂岩的差异风化形成了大峡谷独特的地质景观。组成太行大峡谷的坚硬岩石为震旦系（z）石英砂岩。震旦系石英砂岩，岩石坚硬，抗风化能力强，形成80~90°的悬崖陡壁，为峡谷的主要组成部分；震旦系石英砂岩之下为太古界（Ar）赞皇群片麻岩系，抗风化能力较强，形成40~60°左右的陡坡，表层被第四系（Q）覆盖，谷底受石板河的剥蚀（地面流水、地下水、海洋和生物等各种外力地质作用的破坏和搬运等作用的总称），形成“U”字型冲沟；震旦系石英砂岩之上为寒武系（€）页岩、泥灰岩及鲕状灰岩，抗风化能力较弱，坡度相对较缓。局部高山的顶部风化残留有奥陶系（O）石灰岩。 [11]
