龍洞岬直聳陡峭，位在龍洞斷層的上盤，是台灣北部出露最古老的岩層，也是最堅硬、厚層的白色厚層砂礫岩「四稜砂岩」，所以突出海岸形成岬角，陡直、堅硬的岩質，成了台灣最受歡迎的天然攀岩場。四稜砂岩中可觀察到小斷層、沈積構造，以及各種化石。 四稜砂岩的組成主要為極粗粒之石英，呈角狀至次角狀，顆粒間膠結緊密。砂岩中常見中、大型〈交錯層〉、〈波痕〉與〈粒級層〉，是河口灣至潮汐水道堆積的，後來受到變質作用，顆粒與顆粒間呈現二氧化矽再結晶的現象。 這些厚層砂原本深埋數公里深，之後受到造山運動抬升、暴露地表，上覆壓力解除後，形成〈解壓節理〉。過一段時間，岩層順著節理面滑動、崩坍，出現了陡峭的山壁。 從龍洞岬往南，出現的岩層越來越年輕，岩性也轉變為〈砂頁岩互層〉與〈頁岩〉。南口公園遊客中心沿岸則是一片平坦的海蝕平台。龍洞岬南側出露較年輕的乾溝層，以頁岩為主，偶夾薄層砂岩，岩性較為鬆軟，形成一長條狀，約數十公尺寬的海蝕平台地形，為現今龍洞公園所在地。

四稜砂岩是厚層、堅硬的石英砂岩，龍洞在海浪的侵蝕之下，形成突出海岸的海岬。


龍洞岬出露的厚層石英砂岩位在背斜軸部，形成許多破裂易碎的正斷層與「節理」。


龍洞岬的厚層岩石都呈白色，可看見一粒粒排列整齊、粗粒至極粗粒的礫石與砂粒，稱為「礫岩」。