地球的年龄约为 46 亿年。大约在距今 12 亿年前后的中元古界，我国华北一带是一片古海洋，由于地壳运动的作用，海底沉积层上抬出裸地面，在新安北部黄河南岸形成 820 余米厚的紫红色石英砂岩，构成了这一带山的主体。后来在地壳新构造运动（大约从 240 万年前开始直到现在）背景这里的红岩嶂谷群，呈现出高峡长谷、山嶂岩洞的地貌特征。这种地貌特征，既体现了这个地区的地质演化历史，也是研究黄河演化贯通历程的有力佐证。这里显现的古海底沉积构造遗迹种类多达数百种，成为反映华北古下，原先出露地表的海底沉积层 —— 紫红色石英砂岩，又经过上隆下降、崩裂塌陷和长期的水冲浪旋、风剥雨蚀，最终形成海洋沉积层特征的天然博物馆。龙潭峡谷显现的古海底沉积遗迹种类主要有：高峡瓮谷、岩洞石龛、波纹片石、天书石、象形石等。这些地质遗迹与峡底水系互为表里，相得益彰，构成为完整和谐的自然景观。
（一）雄奇秀美的高峡丽水： 国内现存的石英砂岩峡谷多是一面崖墙陡立，另一面则呈现较为平缓的坡状形态；而 龙潭峡谷却是 高峡连绵、双壁对峙，在国内独具特色， 占有不可替代的重要位置，在科学上具备稀有性、典型性和特殊性的特点。峡谷内一脉瘦水， 潭联瀑接，蜿蜒曲折， 与 独具特色的 高峡长谷相互辉映， 形成一道奇丽的高峡水系图，具备 很高的观赏价值、研究价值和科普价值。
龙潭峡谷的第一道景观是由 赤壁丹岩 、 五龙瀑布 和 五龙潭 组成的山水画 。 五龙瀑布从高过百米的赤壁丹崖的悬沟口处跌下， 轰然作响，犹如龙吟虎啸，声震山谷；下面是 经人工堵截而成的五龙潭，潭面长 300 米，宽 50 ～ 150 米，潭内碧水潋滟，可以荡舟行船。
走进峡谷，穿过草盛林密的 黄龙峪 ，就进入全峡谷最具代表性的景观亮点——接连不断的雄关险峡群。最具典型性是青龙峡、黑龙峡、飞龙峡，均为 中元古界石英砂岩在新构造运动背景下发育成的垂直节理，经流水沿节理密集部位强烈下切，最后形成的两侧峭壁直立对峙的峡谷。 青龙峡 全长 60 米， 高 30 米，宽不过 5 米，两侧石壁立陡，崖墙 上布满四季海棠，倒映水中，绿色溢满水面，在天气晴好的中午时分，由于太阳光的折射，崖壁上似有青龙游动，故以“青龙”名之； 黑龙峡 全长 20 米，高过 50 米，而宽仅 1 ～ 3 米，两侧 立壁欲倾，仰视高空，仅露天光一线，深谷内光暗水黑，故以“黑龙”名之 ； 飞龙峡 蜿蜒曲折数百米，崖墙高低参差，峡谷宽窄不一，走势若飞龙，故有此名。
与诸段峡谷相应的是青龙潭、青龙瀑、 黑龙潭、黑龙瀑、飞龙潭、飞龙瀑、阴阳潭、串珠潭、一线瀑 等一系列水体景观。潭深在五六米上下，瀑高在十数米之间；潭前有关峡，潭后有飞瀑，关峡相望，潭泊联珠，飞瀑连叠，白练悬空，令人望而却步，真可谓桩桩迷景逗客伫，步步险象着人惊。特别是黑龙峡，沟深谷狭，酷似夹缝， 瀑布从 15 米高的断崖上 跌 下，银花四溅，哗哗作响；高 峡之内， 暗中有亮，静中有声， 幽光明灭，奇幻无穷， 置身其中，恍恍然如临梦境，冥冥中如在世外，不禁令人毛骨悚然。
（二） 别具特色的瓮谷洞龛： 在龙潭峡谷有不少天然洞穴。它们有的是由石英砂岩崩塌而形成的，如 龙潭峡谷口 西侧岩壁上的 五龙洞和 白龙湾的 无头冤神洞。 有的则是在大自然的风化演变过程中，流水（ 雨水） 沿白云质灰岩裂隙溶蚀，最终形成的天然洞穴，如 龙潭峡谷口外青河川右首崖脚下的 惠风洞。 其洞体 含有泥质白云质灰层，裂隙比较发育，洞体宽窄不同，洞深莫测， 洞口 有风流动， 盛夏森森然冷气爽人，隆冬季节则暖风融融，似有盎然春意，无论三伏数九，总是清风宜人，招人驻足流连，所以人们称它为惠风洞。
在龙潭峡谷两侧红崖绝壁的底部，有很多呈内弧曲面的类乎 半球形石龛 ，这是古海洋沉积石英砂岩经过长期流水冲刷旋蚀而形成的地质现象。到了 飞龙峡，这种 类乎半球形 石龛 从山 崖底部被抬升到崖墙中间，使整段峡谷呈曲面对峙、 口小肚大之状 ，仰视若置身瓮中，这 便是地质学上的奇观—— 瓮谷 。瓮谷中的半球形石龛是在地壳运动中被抬升到崖墙中间的，这种现象在研究本地区新构造运动的特征以及地壳抬升速度等方面具有重要的科学意义。飞龙峡中有两处瓮谷：第一个瓮谷最为典型，直径达 20 米，弧度 270° ；第二个瓮谷是经流水的切割，最后贯通成为嶂谷。
（三）千变万化的波纹石 ：
在龙潭峡长达 4 公里的红石峡谷内，分布着大量的崩塌片石。这些片石大小不一，大者平面达数十平方米，小者仅有几十公分见方。在这些一平若砥的片石层面上，可以看到上百种不同类型的波痕，是国内罕见的天然波痕博物馆。石面上的这些波痕，是在地球进化过程中，原生地质沉积物在水或风的作用下，发生物理变异而形成的，其形态包括层理构造、波痕构造、帐篷构造、球状构造等，我们统称其为 波纹石 。这种波纹石，有的呈羽状或 “人”字形， 被称为 羽状交错层理波纹石； 有的呈棋盘格式状，被称为 棋盘格式节理波纹石 ；有的呈人的指纹状，被称为 指纹石； 有的柱状节理构造呈竹节状，被称为 竹节石 ；有的呈日、月、星辰图案，被称为 天象石 。 ……
峡谷内还有一块比较特殊的波纹石，共有五层不同形状的纹理结构组成，表明它是经过五个不同时期的沉积而形成的，我们叫它 五代波纹石 。其科学价值在于：它体现了地质沉积岩层理构造的演化过程。
（四）神秘莫辨的天书石：
这种片石是由于差异风化所形成的一种景观。在中厚层石英砂岩的层面上常常会有薄层状的泥质砂岩或泥质粉砂岩，它们在崩塌暴露地表后，由于差异风化的作用，一部分风化流失，一部分则残留石面上。这种残留 遗迹 形成各种不同类型的图案。一些典型图案看似文字，有的清晰可辨，如“一人一石”；多数则无法辨认，人们称其为 天书石 。
（五）惟妙惟肖的象形石：
龙潭峡谷中有很多 柱状 立石 ， 它们有的是地层岩体崩塌留下的残存物，有的是由白云质灰层岩沿裂隙溶蚀而成的地表剩余物，因其形状类人类物， 被称为 象形石 。有 状如人者，如 将军石 ；有状如物者，如 镇山虎 、 降龙棒 、 双塔石 等。龙潭峡谷尾部白云湾 有一块直立的巨型片石，高达 50 米，侧看成刀，正看成碑，稳插地下，直刺云天， 大有凌空遏云之势，人称 刀碑石， 这是一块典型的象形石——由于崩塌时岩块发生位移，原来近于水平的岩层一变而呈直立状态，巍然耸立在峡谷一侧。这块象形石高大雄伟，气势恢弘，一景多变，步移景换，从不同角度仰望，或苍鹰、或飞鸟、或飞鱼、或大刀、或天碑，大自然赋予其无限的美感令人叫绝。
（六）琳琅满目的芳草嘉树： 龙潭峡谷处 地偏僻，受人类生活干扰较少，生物物种丰富，植被覆盖率达 90% 以上。空气清新，水质洁净，生态环境优美。
主要花草有野生海棠、鳞毛蕨、蒲扇卷柏、地丁、厚朴、天麻、百合等，林林宗宗，翠色欲滴；主要由天然次生林有栎树林、杂木林、侧柏林、刺槐林等，主要风景树，有青檀、白蜡、三叶槭和黄栌等。形成特殊景观的有幽谷海棠、 千年古檀和 天然盆景园等 。
幽谷海棠： 在黄龙峪和青龙峡，有一种草本植物特别茂盛，那就是城市居民家里阳台上、书案上喜欢摆放的四季海棠。它厚厚的桃形叶子，有婴儿巴掌大小，叶面嫩绿，叶背泛白，叶边和叶脉淡紫，开着粉红色的花，在或直立或挂伏的肥嫩茎上，婀娜多姿，显得特别精神。尤其在高峡内立陡的石壁上，几乎不见水土，它也能生长得那么旺盛，更显得这看似柔弱的小草有着顽强的生命力。
千年古檀 ：在龙潭峡谷口外，有一棵千年古檀，傍崖而立， 高约 30 米，冠幅约 40 米，树冠硕大， 枝叶茂密； 树干由底部分四枝 ，集簇向上， 胸围 6.5 米； 树根裸露抓伏在岩石上，纵横交错，如盘龙卧虬，仅 靠吸收白云质灰岩和石英砂岩之间的水份生长。 它顽强求生的铮铮铁骨给人以深刻启迪。
天然盆景园： 在白龙湾，有一处 天然盆景园， 几块大石头上长着一丛绿树，而且枝叶繁茂，青翠欲滴；尤其是那棵高高的青檀树，傲然生长在光亮亮的巨石上，潇洒临风，卓然不群，不禁令人肃然起敬。 “ 青青石上檀，贫居寒苦岩；虬虬顽固根，傲立万古年。 ” 它的精神品格，足可为人楷模。
