金瓜石鉱区の岩層は主に沈積岩で形成され、一部は火成岩層です。地質の変化の歴史から金瓜石の姿が見えます。この地区は約1000万～800万年前に台湾南東のフィリピン海プレートと台湾島があるユーラシアプレートが衝突を始めたことで、ここで北東-南西方向の褶曲や衝上断層が出来上がったことに加え、約170万～90万年前に発生したマグマ活動で基隆山、武丹山、本山、草山、鶏母嶺、新山、九份安山岩など火成岩の貫入や噴出を形成し、南北方向の高角度の断層活動が断続的に発生しました。また、火山によって発生した熱水鉱液がこの南北方向の断層に沿って、付近に平行な小断層と破砕帯が湧き上がり「熱水鉱化作用」が発生したことで金瓜石—九份地区の主要な金鉱体を形成し、さらに持続的な地殻変動によって、この地区の陸地は絶えず隆起しました。その結果、地底に眠っていた鉱体が壁岩と共に全体が現在の高さまで隆起しました。

鉱体上部の被覆岩層に金鉱が生成後、現在まで100万年の間、浸食作用で表面が削れて金の鉱体が地表に露出し、浅部の金鉱石は雨水によって河川へ流れてしまいました。そのため、金瓜石から九份付近の渓流、時には遠く八堵へ流れる基隆河で砂金の痕跡が発見されました。これも金瓜石の金鉱が歴史の表舞台に登場するきっかけになりました。

金以外にも金瓜石の地質には他にも、経済的価値があるもの、採掘して有用な物質に製錬できるもの、特徴的な外見や美しい外見でコレクターの収集対象となるものなど注目すべき鉱物が多く含まれています。また、鉱物そのものが目立たなくても、金鉱発見のための重要な指標になることがあります。