灵通山地层岩性上部为火山熔岩，下部为凝灰岩、砂砾岩，为上硬下软、软硬相间的层状叠层。白垩纪晚期，受太平洋板块俯冲影响，此处地壳发生多次间歇性抬升。河流发生下蚀作用，断裂带软弱处的剥蚀作用远强于上部坚硬岩石的剥蚀作用，因而形成顶缓、坡陡的岩堡状山峰。后经长时间风化、流水侵蚀和重力崩塌，逐渐形成独特的火山峰丛地貌。