武夷山在大地构造上，属于华夏褶皱系中的华夏褶皱带（任纪舜，1980）。中生代开始属环太平洋构造活动带的一部分。一系列褶皱、断裂和岩浆活动，使本区地质构造极为复杂。
    武夷山地区分布最老的地层为元古代的变质岩系，已有年令资料表明可能有早元古代的产物存在。
震旦纪（800ma～600ma）巨厚的碎屑岩和人山岩表明当时它和整个华南同属一个海域，一直到寒武纪以后才抬升露出水面。
    晚古生代到中三叠纪，武夷山一直处于隆起状态，遭受强烈的风化剥蚀作用。进入晚三叠纪，形成了一系列的断陷盆地，沉积了巨厚的砂岩、砂砾岩和火山岩，特别是在晚侏罗纪，本区发生了大规模的火山喷发和花岗岩侵入。NE向的崇安～光泽火山岩带和NW向的崇安～泰宁火山岩带在本区相交，形成了西部以岩浆岩和火山岩构成的以黄岗山为王干的崇山峻岭。在东部形成了小型断陷盆地，在盆地中沉积厚达2000余米的白垩系紫红色砂岩砂砾岩。在新构造运动的强烈影响下，NNE向和NWW～NEE向构造在武夷山东部相复合，产生了一系列的NWW、NNE上N和EW的断裂构造和节理系统，它们为九曲溪和丹霞地貌的发育创造了条件。