九龙山属太行山脉，是燕山运动以来形成的典型向斜山峰。地貌受最近地质时期北京地壳不断抬升的影响，在隆起阶段和宁静阶段交互出现的地壳活动中，以及外力作用的配合下，形成了具有明显的层状地貌特征，表现为夷平面。九龙山的层状地貌为北京西山层状地貌发育的第三层，海拔在1000m左右。九龙山最高峰刺茅花坨海拔990.31m，山顶发育平坦。最为典型的是九龙庙，海拔775.2m，山顶发育大面积的平坦地面。往下至海拔300～400m处，其山顶平缓，表现为明显的台地地貌。但是，在海拔400～1000m之间，则山体陡峭，绵亘成脉，谷脊相间。海拔300m以下，谷地开阔。

九龙山地貌的特点是缓坦台面和陡急山坡交替出现，状似层层台阶，反映了地壳运动的间歇抬升和古水系的演变。