四百万年前，菲律宾海洋板块与欧亚大陆板块碰撞而成台湾，慢慢隆起的中央山脉表层岩层受到风化侵蚀作用而剥离，大理岩因而露出地表。

太鲁阁百万年来，丰沛的立雾溪水不断向下侵蚀，切开了厚度超过 1000米的大理石层，形成了今日中横公路太鲁阁到天祥间垂直壁立的U字型峡谷，成就了公园中最撼人心弦的地景。

公园内巨峰林立，从清水到南湖大山顶，落差达3742公尺，造就了层次复杂的植物林相，并提供野生动物栖息活动的空间。