山岩的地质为古老的大寮层，因大寮层的节理发达，加上长久以来的侵蚀作用，使得芝山岩拥有许多特殊的地质景观，包括太阳石、风化窗、洋葱石、石象、石砚、石墨等。
植物.因芝山岩曾为咸水湖中的小岛，故可发现皮孙木、搭肉刺、血桐、稜果榕、鲁花树等海岸生物，具有这种山丘上有海边植物的现象，于台湾实为少见。加上芝山岩又历经台北淡水湖和沼泽溼地时期，多变的环境使芝山岩有丰富的植物种类。因芝山岩被当地居民视为灵地，树木少遭砍伐，在日治时期纪录了当地有418种不同植物种类，并由早田文藏于1916年在芝山