武夷山地区主要分布了前震旦系和震旦系的变质岩系，中生代的火山岩、花岗岩和碎屑岩，这说明本区经历了漫长的地质演变过程。

在中生代晚期，本区发生了强烈的火山喷发活动，继之为大规模的花岗岩侵入，已发现本区有丰富的火山机构，为典型的亚洲东部环太平洋带的构造特征。

其后，武夷山地区发育了一套河湖相沉积，产有丰富的动、植物化石，成为研究我国东部侏罗～白垩系地层及时代划分的典型剖面。

白垩纪晚期的红色砂砾岩是形成丹霞地貌的主体。中生代的地壳运动奠定了武夷山地貌的基本骨架。