张家界石柱林立，群峰竞秀，三千石峰挺拔雄立，甚为奇特壮观。这奇特砂岩峰林都是由一层一层的石头重叠而成的，这些成层的石头，地质学上称为地层。张家界独特的地层构造，是在地球历史过程中一定地质时间内，由水沉积形成的。所以又称为水成岩层或沉积岩层。目前所能看到的张家界地层有志留纪地层和泥盆纪地层（距今约440万～350万年）。张家界村至板坪村一带的地层为志留纪地层；黄石寨、腰子寨、马鬃岭、天子山一带的地层为泥盆纪地层，厚509.2米，索溪峪一带沉积厚度为526.2m。此外，在袁家界一带还能看到泥盆纪上面的石炭纪、二叠纪、三叠纪、侏罗纪、白垩纪地层的一部分。其中二叠纪地层厚513.2～647m，三叠纪地层厚900～3685m。
