明显的河阶台地，至笃铭桥便急弯，再向下游流去，使谷关的地势状如三面环山围绕，故呈一处山谷间如关卡屏障而得名。谷关在平坦的台地是属于阶地堆积层，其余多为达见砂岩与白冷层。从中横公路的山壁上可见达见砂岩露头，外观颜色呈白色或灰白色，质地坚硬，岩性主要为石英质砂岩。在天轮坝至笃铭桥一带，被发现地层位态有明显差异，疑似为一条断层通过谷关，现今该断层尚未被确认。据《温泉分佈调查方法与可行性之研究》对谷关温泉的生成进行分析，认为是此处因有断层通过，致使断层带上地表有明显的破碎，这一带破碎的地表所形成裂隙，正是温泉露