泰山怪石的巖石為泰山群變質巖，巖石品種有斜長片麻巖、黑雲母角閃石斜長片麻巖、片麻巖花崗巖、花崗片麻巖、細粒角閃石巖。巖石堅硬，表面粗糙。形成時間為太古代，約25億年前。變質前的原巖包括沈積巖、後期巖漿侵入巖和火山巖。奇石紋形成於區域變質作用晚期，淺色礦物斜長石、部分鉀長石和應時結晶於不規則的原生裂隙中。此外，在變質巖基本形成並固結後，深部巖石由於地下熱流的局部通過而部分重熔，首先熔融的斜長石、應時等淺色礦物形成的巖汁上升並填充淺部巖石因溫度下降和收縮而產生的裂隙，形成網狀、枝狀、條狀、塊狀等各種脈狀，其中壹部分構成暴露在現今巖石表面的象形文字或文字。地殼造山運動後，這些變質巖出露地表，經過風吹雨打、日曬雨淋和寒暑交替的風化作用，地表巖石逐漸破碎，形成大小不壹的孤立塊體。未原地移動的大塊在進壹步風化侵蝕作用下，形成大規模奇石景觀。塊側的另壹部分在重力等外力作用下自然崩塌、相互碰撞、滾動，進入河谷通道，在這裏經過流水沖刷、砂石磨礪，成為壹個個小石塊。這就是泰山奇石形成的全過程。
泰山石不僅因其豐富的石文化內涵而彌足珍貴，而且具有很高的觀賞價值。泰山奇石是記載最早的貢品石種。在《尚書·龔宇》和司馬遷的《史記·夏本紀》中，都有“爵公”的記載...黛絲、鉛、松、奇石”，即泰山谷所產的絲、麻、鉛、松、奇石(奇石)在中國第壹個正式朝代夏朝就已被明確列為貢品。由此可見泰山石利用的悠久歷史。
泰山奇石的基本特征是:奇石塊為自然體，大小不壹，無雕刻痕跡；塊體呈次棱角狀，泥質，無尖銳棱角；展示的圖案，或者說圖像和圖案為主，其次是塊狀。即在灰色、灰黑色、灰綠色、淺紅色、黑色等巖石背景上，呈現出以白色調為主的各種花紋、圖像等圖案。這些圖案像山川河流，像古樹枯枝，像鳥獸，有古今中外人物的各種姿態，也有蒼勁有力的線條和草書文字。千姿百態，栩栩如生，花紋與石基對比明顯，花紋美觀、逼真、分布均勻。
在泰山的底部有許多奇怪的石頭。泰山峰高谷深，水流落差大，沖刷力強。每到雨季，山洪從堅硬的巖石上滾下來，千百年來沖刷出無數的鵝卵石。泰山是壹種火成巖，石頭堅硬，結構精細，紋理多樣。鵝卵石特別光潔，晶瑩透亮，石色鐵青，質地潔白，光滑有光澤，畫面美輪美奐。形狀花樣繁多，具有觀賞收藏價值的寶石所崇尚的形、紋、色、質、聲壹應俱全。特別是紋理圖案與石體本身在色彩上反差極大，特別醒目、直觀，具有奇異美、瑰麗美、精致美、粗獷美等不同特征，具有較高的欣賞價值。泰山上的各種人物、動物、植物、景物、人物栩栩如生，有著純粹的美。或似非物象，有壹種朦朧之美；或者喜歡國畫藝術，寫意，素描，簡單的用筆勾勒，回味無窮；或者西方印象派、象征主義創作的油畫，內涵豐富。而且能喚起人們的聯想，具有藝術美和靜心美。欣賞泰山，可以使人領略自然的魅力，出神入化，有壹種回歸自然的感覺，使人真正體會到“天人合壹”的真諦，達到佛禪的境界。
泰山石外觀多為不規則橢圓形，晶粒粗大，紋理清晰，畫面突出，對比色調強烈，為陽剛豪放做好了準備。細看泰山的壯美，如母親泰山，巧秀不悅人，色彩淡雅，如中國水墨畫，或山川，或人物，或文字，或鳥獸，各有奇景。粗糙的泰山石，在適當的視覺距離上，展現出中國畫的魅力。泰山主要由花崗巖構成，有豐富的玉石、燕子石化石、景觀石和麥飯石。泰山石形狀各異，有的像山，有的像筍，有的像扇...自古“黃金有價，硬石無價”。巨大的體積，清晰的紋理，充滿了蒼桑的風格，讓人感嘆大自然的鬼斧神工。中國有句話叫“園中無石，室中無石”。奇石的形狀、質地、顏色，再現了自然界的萬物。人們可以從奇石中領略大自然的魅力，人們可以與石頭交流，達到賞石的最高境界——回歸自然，放松身心，起到陶冶情操，凈化心靈的作用，培養親近自然，熱愛自然的思想品格。人們崇尚“君子勝於玉”、“天人合壹”的觀念，欣賞奇石最重要的是自然美。正是這種“天造地設，宛若人造”的具有自然美的石頭，特別受到賞石界的青睞。
泰山上下分布著200多處著名的巨石景觀。如洪門石、黑石步石、醉心石、劍試石、虎步石、龍紋石、仙桃石、羅漢石、鷹石溪、龜群石、極頂石、心試石、張任石、象鼻石、玄桂石、元寶石、駱駝石、八戒石、朗公石、孫子石等
泰山奇石的產地主要在泰山、嶧山、蒙山的山坡及周邊的河流、山谷中，資源分散，無集中產地。從觀賞石的角度來說，狹義的泰山石主要是指產於山東省泰安市泰山主峰周圍山區的變質混合花崗巖。東麓的東溪、西溪、馬踏、夏崗峽谷均有分布，尤其是主峰西部的桃花源峽谷。廣義的泰山石是指附近山脈中的變質混合花崗巖，與其質地、形成時代、形成環境相似，包括蒙山和其他山脈的同類石頭。產於沂蒙山區的沂山石、蒙山石、泰山石屬於同壹種奇石。嶧山，原名東泰山，素有泰山石之稱。泰山石、嶧山石、蒙山石都是古泰山群的變質巖。其形成時代相似，形成環境相似，構造變化和變質作用相同，性質和形態特征相似，但石頭不同，故統稱為“廣義泰山石”。