昔阳龙岩大峡谷岩性主要为中元古界常州沟组灰白-肉红色薄-厚层石英岩状砂岩，砂岩上部可见寒武系张夏组厚层灰岩，灰岩在地貌上形成峰丛。石英岩状砂岩中平行层理，斜层理极为发育，层面可见大量泥裂及波痕，地貌上形成较明显的陡坎，常州沟组顶部有下古生界寒武系张夏组灰色厚层灰岩出露，地貌上形成陡坎。峡谷总长约7千米，总体走向为南北向，其整体呈红色，具有丹霞地貌的特征，其上部的碳酸盐岩形成数量众多的峰丛景观。谷底蜿蜒曲折，宽度为6-20米，平均宽15米，谷底河道干涸，岩石碎块杂乱堆积，谷坡为高度50-100米的陡崖，象形石有的形如起航的帆船，有的形如端坐的家犬，有的形如笔架。龙岩大峡谷形成规模宏大、景色奇特的各个类型的象形石，极为壮观。除主峡谷外，龙岩大峡谷还有里沙瑶峡谷、马？岩峡谷、三教河峡谷、长条堰峡谷。