野柳一帶有一狹長的砂岩層突出海岸線，深入東海形成「野柳」海岬，將海岸分隔為北側的金山灣與南側的翡翠灣。

早在2000萬之年前東亞的大陸棚一直處於地殼張裂的狀態，所以在海棚中形成了一系列的盆地。而來自大陸而被河流搬運來的沈積物也大都堆積在盆地之中，並在盆地中形成了巨厚的沈積岩層。野柳的砂岩也就是在這時候沈積形成的岩層。此後，野柳的砂岩也被後來的陸續沈澱下來的沈積層覆蓋，並且被深埋在數千公尺的地底下。

直到600萬年前的蓬萊造山運動，將台灣北部地底的岩層逐漸推擠並隆起形成山脈。野柳砂岩也在之後逐漸的露出地表，並在海岸地區受海浪侵蝕而形成礁岩海岸，沿岸都是由堅硬的岩石所組成，包括沈積岩與火成岩。造山運動的擠壓力量也使岩層出現斷層。

野柳岬海岸出露了堅硬的厚層砂岩，南側翡翠灣由軟弱的砂頁岩所構成，並且南邊有崁腳斷層經過。斷層帶的破碎岩石以及鬆軟的頁岩層較易受侵蝕，在波浪、潮汐與海流的沖蝕之下，堅硬的砂岩突出成野柳海岬，頁岩與破碎斷層帶的翡翠灣海岸，則受侵蝕而凹入形成海灣，曲折蜿蜒的海岸於焉成形。