泰山的形成经历了一个漫长而又复杂的演化过程,大体上可分为古泰山形成阶段、海陆演化阶段和泰山形成阶段。一,在太古代时期,泰山曾经是鲁西巨大沉降带或海槽的一部分,堆积了很厚的泥砂质和基性火山物质。后来经过泰山运动,褶皱隆起成为巨大的山系,同时发生一系列断裂、岩浆活动和变质作用。形成了由各种变质杂岩和岩浆岩组成的泰山杂岩。耸立在海平面上的古泰山,经过长期风化剥蚀,地势浙趋平缓。古生代初期,华北广大地区大幅度下降,古泰山亦随之沉没到海平面以下,在古老变质杂岩的基底剥蚀面上,沉积了一套近两千米厚的寒武—奥陶纪的石灰岩。中奥陶世末,在加里东运动的影响下,华北地区整体上升为陆,经历了一个相当长期的沉积间断。至中石炭世初,发生短暂的升降交替,泰山地区处于时陆时海的环境,在中奥陶统的剥蚀面上,沉积了中、晚石炭纪的海陆交互相合煤岩系。而后,泰山地区持续上升,进入大陆发展阶段。在中生代期间,于山的南麓产生一条NEE向的泰前断裂,处于断裂北盘的原来古泰山,不断抬升隆起遭受风化剥蚀。到新生代,泰山继续大幅度掀斜抬升,在山体的高处,把原来覆盖在古老变质杂岩上的沉积盖层全部剥蚀掉,20多亿年前形成的变质杂岩,才又得以重新出露于地表。直至新生代中期,即距今三千万年左右,泰山的总体轮郭才基本形成。后来在各种外力地质作用的不断侵蚀切割和风化剥蚀下,逐渐塑造成雄伟壮观的泰山地貌景观。