石林是喀斯特地貌的一种特殊类型，因高大的石灰岩溶柱密集组合、呈林状分布而得名。在起伏的高原面上，大大小小的石林成簇成片分布于山坡、岭脊、沟谷和洼地中。其中具有代表性的两片石林，大（小）石林和乃古石林被辟为游览区。
在云南石林，晚古生代泥盆纪、石炭纪、二叠纪的碳酸盐岩地层广泛出露，但石林地貌主要发育于二叠系灰岩中。
除了典型的石林地貌以外，云南石林还发育了各种其它相关的喀斯特地貌成分，如石芽、溶丘、洼地、暗河、湖泊、瀑布、溶洞等，它们与其它植被类型和地下水系统一起，共同构成了一幅从地上到地下完整的高原小流域喀斯特全景图。
世界上，很少有像石林这样在有限的范围内，保存和展示了如此丰富多样的石林喀斯特地貌。由于独特的地质演化，时代不同的石林地貌同时出露，成片分布于各种地形。每一片石林的形态各异，除了典型的剑状、柱状、塔状和蘑菇状石林外，还有许多难以归类的不规则状。许多石峰、石柱的形态甚至拟人状物、惟妙惟肖。石林国家公园几乎汇集了世界上所有类似的石林地貌形态，因而被誉为“石林喀斯特博物馆”。
同时，石林也是美的理念和创作的重要源泉，千百年来，石林一直是中国园林艺术中自然美的模本，许多石景的建造原则和造型标准都源于石林，因而石林又被誉为“造园之源”。
石林的形成是有利的地质、气候、水文等条件的组合、甚至巧合的结果。与世界上其他类似地貌相比，云南石林的成因机制不同，主要是由地下水的土下溶蚀作用所形成，既地下水沿着岩石中的节理和缝隙不断向下渗透溶蚀，随着缝隙的加深加宽而分离出石柱。再经构造抬升将石柱出露于地表。
石林的形成经历了漫长而复杂的地质演化过程。2.7亿年前的早二叠世，石林地区为海洋环境，海底沉积形成了数百米厚的石灰岩，后地壳抬升，石林地区处于湿热古海岸边缘，溶蚀形成了最早期的石林。紧随其后的火山熔岩喷溢，使石林被厚厚的玄武岩覆盖。漫长的中生代至新生代早期，石林地区一直处于剥蚀夷平状态。约6千万年前的早喜马拉雅运动，使石林地区掀斜抬升，转为内陆山间湖泊环境(路南古湖)。晚第三纪以来，石林地区继续抬升，向现代高原河谷环境演进。在持续的阶段性抬升过程和不同的地理、气候条件下，石林地貌也处在继承、更替和叠置的演变中，老的石林逐渐消失，新的石林不断形成。
在石林地貌的地质演化过程中，石林地区的地理环境也发生了很大变化，经历了从海洋到陆地、从低地到高原的过程。随着纬度和海拔的增高，气候也从炎热湿润的热带气候转变为现今的亚热带高原季风气候。
石林地区保存和展示了典型的亚热带高原喀斯特生态系统。高山栲林、滇青冈林等是云贵高原喀斯特地区常绿阔叶林的代表性植被类型。石林地区还拥有多种受保护的动、植物。
在长期的历史演化中，当地彝族人与石林地貌和构成这种地貌的岩石结下了不解之缘。石林的石柱上留有早期彝族人的岩画和石刻，石林融入了当地撒尼人生活的各个方面，宗教、传说、诗歌、舞蹈、刺绣、服饰、建筑、节庆等，反映了彝族群众与石林久远的历史渊源。 （石林县外宣办）
石林裸露的碳酸盐岩地层
