九龙峡旅游区地处太行山中段主脊东侧，海拔700—1500米之间，中 元古界长城系红色石英砂岩和 长石砂岩，构成了山峰主体。下 太古界、下元古界变质岩系构成山体底部;主脊为下 古生界 碳酸盐岩系。由于长城系石英砂岩岩性坚硬，垂直断裂构造及节理发育，栈崖壁立，峡沟纵横，峡岭相间，奇峡、幽谷奇峰、怪石、岩廊、岩洞、构成了具有独特性的 砂岩地貌景观。山顶灰岩山体发育了暖温带喀斯特地貌。
核心区的龙宫沟，主沟呈NEE向，两侧发育了多条深峡支沟，故称九龙峡。为暖温带大陆性季风气候，年平均气温10.5℃左右，夏季凉爽宜人。由于群山环抱，谷口东开，有利于暖湿气团侵入，形成了自己的独有气候环境，故多阴雨。由于常年有雨，得到泉水补给，特殊地貌形成了多级瀑布及水潭。旅游区森林覆盖率达78%,植被覆盖率98.5，主要为板栗、苹果，其次有柿子、核桃、等及杨、柳和楸树等。二栈以上为天然次生林。九龙峡红叶岭生长着大面积的黄栌，成为旅游区特色植物景观。山上还生长着几十种药材植物。山顶分布大面积的油松林，山顶松林之间有数千亩的山顶草场景观。