雅丹地貌是河湖相土状沉积物所形成的地面经风化侵蚀、流水冲刷，形成了风蚀土墩和风蚀凹地（沟槽）组合而成的地貌。亿万年前，新疆所在地区还是一片汪洋。随着气候的变化，水进水退，反反复复，产生了上下叠加的泥岩层和沙土层。风和流水带走疏松的沙土层，温差剧烈变化产生的胀缩效应导致泥岩层发生断裂，逐渐演变为沟槽状，雅丹地貌由此逐渐被塑造出来。
形成雅丹地貌需要两个至关重要的因素：一是地质基础，即湖相沉积地层；二是外力侵蚀，即定向风吹蚀和流水侵蚀。随着时间的推移，广袤戈壁中的沙层逐渐被搬运走，留下一片片土堆慢慢形成。
魔鬼城内有许多惟妙惟肖的岩石造型，比如阿拉伯的清真寺，柬埔寨的
吴哥窟，西茂的
布达拉宫等等。有的还像农妇晚归、壮士观天、和尚念经、八戒睡觉、黄牛耕耘、熊猫打站、鲤鲁出水、猴子守山。这些似人似物的造型，全都栩栩如生。在地质学上，魔鬼城被称为
风蚀地貌或
雅丹地貌。这种地貌是由
三叠系的各色沉积岩、
侏罗系的各色觉积岩和
白垩系的各色沉积岩组成的，经过雨水的冲刷和风力的切割，天长日久就形成了这样绚丽多彩姿态万千的自然景观。
魔鬼城属于
雅丹地貌，在大自然
鬼斧神工长期作用下，形成了一个梦幻般的迷宫世界，古今中外的名山胜迹应有尽有；各种各样的造景地貌琳琅满目，惟妙惟肖，置身于魔鬼城定能使你形象思维的特长得到充分发挥。