長くて複雑な地質の変遷を経て石林が形成された。今見ている石林は主に4つの地質時代に形成されたものである。1.二畳紀中期（2.6億年前）、2.白亜紀末期－第三紀初期（8－6千万年前）、3.第三紀末期（5－2百万年前）、4.第四紀（2百万年前から今まで）。

2.7億年前の中期二畳紀、石林地域は海洋環境にあり、海底には数百メートルの厚い石灰岩の堆積が形成されている。その後、地殻の上昇により、石林地域は蒸し暑い古海岸の境界になり、溶食作用による最も初期の石林が形成された。そのすぐ後に続く火山溶岩の噴出と溢出により、石林が厚い玄武岩で覆われた。中生代時期、石林地域は、緩慢に昇降して平地に剥食される状態にあり、玄武岩の蓋層の大部分は浸食された。約6千万年前、第三紀初期のヒマラヤ造山運動により、石林地域が斜めに上昇し、内陸山間の湖環境（路南古湖）に転じた。新第三紀以来、石林地域は急速に上昇し、現代の高原丘陵盆地に発展してきた。持続的且つ断続的な昇降過程において、石林の地形は継承と代替を繰り返し、古代石林は次第に消えてなくなり、新しい石林は絶えずに形成されていく。この期間中、石林の大部分は二回の被覆（二畳紀末期の火山溶岩と古第三紀の湖泊紅層）と二回の露出過程を経験した。石林の長くて複雑な変遷過程は世界でも極めて珍しい。

半風化玄武岩