泰山的形成，歷經了自太古代至新生代各個地質時代的演變過程。燕山運動奠定了它的基礎，喜馬拉雅山運動造就了它的雄偉。泰山地層，屬華北地臺典型基底和蓋層的雙層結構，地質構造以斷裂為主，受掀斜式斷塊擡升控制。斷裂活動使其隆起，與廣袤的華北大平原形成強烈對比。泰山南部受斷裂影響，上升幅度大，其基層在上升風化過程中，異峰突起，陡峭峻拔，露出大片基底雜巖；北部上升幅度小，嶺低坡緩，谷寬溝淺，保存著典型的古生代蓋層。
泰山地貌分為沖洪積臺地、剝蝕堆積丘陵、構造剝蝕低山和侵蝕構造中低山四大類型，在空間形象上，由低而高，造成層巒疊嶂、淩空高聳的巍峨之勢，形成由多種地形群體組合的地貌景觀。
泰山雜巖有２５億年的歷史，是世界最古老的巖石之壹，對研究中國東部元古代地質構造、巖漿活動及板塊構造，具有重要科學價值。泰山西北麓張夏、崮山、炒米店壹帶的灰巖和砂頁巖發育典型，是北方寒武系地層的標準剖面，是古生物許多種屬的命名地或模式標本原產地。２０世紀８０年代，在山前中溪發現的輝綠玢巖脈圓柱節理，已引起國際地質學界的重視。
泰山南部，在太古界巖層上裂隙泉分布甚廣，從岱頂至山麓，泉溪爭流，山高水長。泉水甘冽，無色透明，含人體所需多種微量元素，系優質礦泉水，古稱“泰山神水”。泰山北部，中上寒武系和奧陶系石炭巖巖層向北傾斜，地下水在地形受切割處出露成泉。從錦繡川向北，泉水汩汩，星羅棋布。北麓丘陵邊緣地帶，巖溶水向北潛流，受地層區輝長巖的堵截，紛紛湧露，使古城濟南成為“家家泉水，戶戶楊柳”的泉城。
泰山地區，屬溫帶季風性氣候，具有明顯的垂直變化：山頂年均氣溫５．３°Ｃ，比山麓泰城低７．５°Ｃ；年均降雨量１１２４．６毫米，相當於山下的１．５倍；山下四季分明，山上春秋相連。泰山冬季較長，結冰期達１５０天，極頂最低氣溫－２７．５°Ｃ，形成霧凇雨凇奇觀。夏秋之際，雲雨變幻，群峰如黛，林茂泉飛，氣象萬千。
泰山植被茂密，種類繁多，覆蓋率達９０％，呈垂直分布。從山麓拾級而上，可依次見到落葉林、闊葉針葉混交林、針葉林、高山灌木草叢，林帶界線分明，植物景觀各異。
泰山地區資源豐富，有煤、鐵、巖鹽、石膏、硫磺、蛇紋石、碧玉等礦藏，泰山板栗、核桃、肥桃、汶香附、鹿角菜、泰山靈芝、白首烏、泰山赤鱗魚等土特產，馳名中外。泰山花崗巖，結構緊密，質地細膩，五彩繽紛，經加工而成的紅、黑、綠、花、海浪石等板材，已成為暢銷國內外的高級建築裝飾材料。
泰山，歷史悠久，文化燦爛。遠古時，居住在泰山地區的先民們，創造了北辛文化、大汶口文化、龍山文化，逐漸形成泰山文化區。泰山南北的齊魯文化，影響了中國整個封建社會。秦皇、漢武、唐宗、宋祖，歷代帝王登封告祭，進壹步提高了泰山的歷史地位。
隨著封禪祭祀的興起，道、佛、儒在泰山不斷發展、融合。東漢張道陵弟子崔文子曾在泰山活動。魏晉時，佛教傳入泰山，竺僧朗公在岱陰創建朗公寺；北魏僧意在泰山、徂徠山創建谷山玉泉寺和光化寺等。唐、宋時，泰山道、佛教進入鼎盛時期，寺廟聲振齊魯。元、明時，先後有日本僧邵元、高麗僧滿空等航海來中國，曾分別任靈巖寺、普照寺住持。泰山地方神，主要有泰山神、碧霞元君、青帝等。宋之後，由於封禪制的嬗變，泰山神逐漸被碧霞元君取而代之。明、清時，元君廟遍及中國各地。
泰山神?不僅影響中國，還影響到國外。日本平安時代（７９４~１１９２年），泰山崇拜傳入日本，長期為日本人民所崇祀。
泰山為歷代文化名人所景仰，或朝山進香，或覽勝考察，或隱居讀書，或辦學講經，留下了眾多的遺址遺跡和豐富多彩的詩文墨寶。孔子《丘陵歌》、曹植《飛龍篇》、李白《登岱六首》、杜甫《望嶽》、蘇轍《靈巖寺》、姚鼐《登泰山記》、劉海粟《泰山漢柏圖》等都是不朽的名篇佳作，大量的泰山著述豐富了中華文化寶庫。
泰山也是歷史上人民反壓迫、反暴政、反侵略的根據地之壹。西漢赤眉軍、東漢公孫舉、隋代王薄、唐代黃巢、金代耿京與辛棄疾、元代紅巾軍、明代大順軍、清代撚軍等，都曾轉戰泰山南北。北伐戰爭、抗日戰爭和解放戰爭時期，泰山地區的革命鬥爭，更是如火如荼，處處留有英雄的足跡和可歌可泣的動人事跡。
泰山的風景名勝以主峰為中心，呈放射形分布，歷經幾千年的保護與建設，已成為中國山嶽風景的代表：自然景觀與人文景觀融為壹體。泰山拔起於齊魯丘陵之上，主峰突兀，山勢險峻，峰巒層疊，形成“壹覽眾山小”和“群峰拱岱”的高曠氣勢。泰山多松柏，更顯其莊嚴、巍峨、蔥郁；又多溪泉，故而不乏靈秀與纏綿。縹緲變幻的雲霧則使它憑添了幾分神秘與深奧。它既有秀麗的麓區、靜謐的幽區、開闊的曠區，又有虛幻的妙區、深邃的奧區；還有旭日東升、雲海玉盤、晚霞夕照、黃河金帶等十大自然奇觀及石塢松濤、對松絕奇、桃園精舍、靈巖勝景等十大自然景觀，宛若壹幅天然的山水畫卷。
泰山人文景觀，以古建築和碑刻為主體。泰山古建築，因地制宜，巧妙借用自然地勢加強和美化自然景觀，利用山南坡陡峭之勢，造成登泰山如登天的意境。這裏既有跨道而建的門戶建築，也有登山轉折處的導向性建築；既有臨溪而建的賞景建築，也有半山懸掛的點綴性建築，加上聳立於岱麓和岱頂金碧輝煌的祭祀建築群，再以漫長的登山盤道為連接，組合成壹條極為壯觀的封禪祭祀序列景觀，與峰巒、林木相映生輝，成為中國山嶽人文景觀的建築典範。泰山碑刻歷史久、規模大、數量多，為名山之最。今存碑碣摩刻２５００余處，著名的有秦《泰山刻石》、漢《衡方碑》、《張遷碑》、晉《孫夫人碑》、南北朝《經石峪金剛經》、唐《紀泰山銘》、宋《青帝碑》、元《天門銘》、明《洪武碑》、清《摩崖碑》等。既有頌岱詩文，也有記事題景；既有長篇巨制，也有壹字之驚；既有龍飛鳳舞的行草，也有古拙若癡的隸篆，堪稱中國書法藝術的寶庫。
今日之泰山，正以其雄偉壯麗、莊嚴偉岸的豐姿，源遠流長、博大精深的文化內涵，卓然屹立於世界的東方，展示著文明古國的風采。