野柳為一向海洋延伸約2.0 公里長的岬角，在野柳岬內隨處可見微地形，如薑石、豆腐岩、蕈狀岩、海拱、燭台石等，都是風化和侵蝕作用形成的奇石，還有化石與生痕化石等，屢屢成為遊客注目的焦點。它們所代表的科學與環境意義，值得環境教育的推廣。
野柳岬岩層的形成可分為四個時期，其中沈積、深埋與構造活動時期，是形成野柳地質特性的主要過程。而風化侵蝕時期，則是塑造小地景最主要的階段。
 

1.沈積時期：	野柳的岩石是由層層的砂岩所構成，被地質學家稱為大寮層。大寮層的砂岩是約在2000萬年前堆積下來的，經由海浪搬運海沙，在當時東海淺海大陸棚上所堆積形成的，水深約十數公尺。沈積在海床的沙層有時含有大量生物殼體，有時也會被居住海底的眾多生物擾動。
2.深埋時期：	之後千百萬年之間，更多沙泥覆蓋其上，大寮層逐漸被深埋於海床數千公尺底下。長期深埋的過程中，地底下的溫度與壓力非常大，使原本疏鬆的沈積物逐漸被壓密，並膠結形成堅硬的岩石。沈積物在深埋時，成份會有些微的變化，有時地下水會帶來不同的物質沈澱其中，造成砂岩膠結程度不同，而在砂岩中形成特別堅硬的結核。
3.構造活動時期：	大寮層原本安靜的深埋海底，到了約600萬年前，歐亞大陸東側的海底發生一次大規模的地質事件，地質學家將這次事件稱為「蓬萊造山運動」，也就是菲律賓海板塊上的火山島，隨著移動的板塊，往歐亞大陸板塊靠近，終至兩者碰撞在一起，把身居海底的岩層逐漸推擠隆起成台灣島。野柳的岩石也因為蓬萊造山運動而逐漸被抬升，野柳岬的砂岩可能在數萬年之前才曝露出地表，岩層大多傾斜、甚至褶皺變形了，或是破裂出節理、斷裂出斷層。
4.風化侵蝕時期：	野柳的砂岩層隆起海水面後開始受大自然風化侵蝕----主要如海浪的沖蝕與岩鹽的風化，形形色色的外型紛紛出籠。岩石軟硬不同、結構不同，塑造後的外型更顯得相異；即使岩石性質相似，在不同自然營力----風、雨水、海水與生物等等的刻畫之下，地形景觀也各具特色。這些自然的營力無時無刻不在改變地表的容貌。

野柳的地質主要是由砂岩所構成，屬於第三紀中新世的大寮層。因為大寮層是大約兩千兩百萬年前在淺海環境下堆積而成的，出露年代約在數十至數百萬年間，在野柳的地層中可以看到許多中新世淺海生物的化石及生痕化石。