①特殊的岩石组成

张家界石英砂岩峰林自下而上可以分为基座、母岩、顶盖三个部分。其中，最下方为4.2亿年前（志留纪晚期）形成的厚层岩石基座，可承载300～500米砂岩峰林的重压；中间为3.8亿年前（泥盆纪中期）沉积形成坚硬的巨厚层石英砂岩，是张家界地貌主要的成景母岩；最上方为3.8—3.58亿年前（泥盆纪晚期）形成的含铁质石英砂岩，它有效减缓了流水的侵蚀作用，就像给峰柱戴上了坚固的安全帽，是名副其实的“铁帽”。

②密集的垂直节理

公园经历多次构造运动，导致岩层内部形成北东、北西、近南北向的三组垂直节理（裂隙），为流水侵蚀、风化及崩塌作用开辟了道路。如果没有垂直节理，张家界可能会形成像南非桌山一样的平顶山。

③平缓的岩层

公园岩层受力挤压形成宽缓的褶皱，其中，石英砂岩峰林集中发育区的岩层位于褶皱核部，倾角多小于10°，因此岩层不易发生垮塌，有利于峰林的形成；距离褶皱核部较近的宝峰湖一带，岩层倾角多在10°~25°，使地貌多呈三角状的峰墙；继续向外延伸，当岩层倾角超过25°时，则难以发育峰林。

④巨厚层的石英砂岩

石英砂岩的厚度，是决定峰林发育规模与壮观程度的关键地质条件。黄石寨-金鞭溪一带，石英砂岩厚度逾500米，为峰林的发育提供了充足的物质基础与空间，造就了最雄奇壮观的峰林景观。而天子山以北区域，石英砂岩厚度仅为200~300米，有限的垂向厚度无法支撑峰林的充分发育，仅留下低矮的残林。

⑤丰富的外营力

石英砂岩峰林地貌是流水侵蚀、重力崩塌、风化等多种外营力协同作用的结果。充沛的降水沿垂直节理不断侵蚀、切割岩层，为重力崩塌创造条件；在此基础上，长期的风化剥蚀作用进一步拆解、修饰岩体形态，最终造就了张家界地貌雄奇瑰丽的独特景观。