地質構造主要分為褶皺和斷層兩大類，其中褶皺包括背斜和向斜兩種形態，背斜是指巖層向上拱起，向斜則是向下彎曲。斷層則分為地壘（斷層上升巖層）和地塹（斷層下降巖層）。這些構造是由于大陸板塊的移動造成的，尤其是亞洲板塊和印度洋板塊之間的相互作用。在雅魯藏布江縫合帶，兩大板塊正好相遇，在斥力的作用下分裂，加上風化侵蝕的外力，形成了峽谷。雅魯藏布大峽谷以其深度、寬度和豐富的科學內涵及寶貴資源，引起了世界科學家的關注。它不僅是世界上最大的降水帶所在，還擁有世界上瀕臨絕種的古老物種和最豐富的水能及生物資源。雅魯藏布大峽谷的形成與該地區地殼3百萬年來的快速抬升及深部地質作用有關。15萬年以來，大峽谷地區的抬升速度達到30毫米/年，是世界抬升最快的地區之一。最新地質考察表明，軟流圈地幔上涌體是大峽谷形成的根本原因。雅魯藏布大峽谷的地質特征與美國科羅拉多大峽谷相似。地幔上涌體可能是大峽谷水汽通道形成的重要因素，也是藏東南成為“氣候啟動區”的原因之一，還可能是該地區生物緯向分布北移3至5度的重要原因。大峽谷地區有明顯的地球系統中層圈耦合作用，是地球系統研究的理想野外實驗室。大峽谷北側的加拉白壘峰是冰川發育的中心，其東坡列曲冰川長達從雪線海拔4700米延至海拔2850米。峽谷北行的念青唐古拉山東段北坡有卡欽冰川，長達33公里；帕隆藏布上游的來姑冰川，長達35公里，都是我國海洋性溫性冰川中較長的山谷冰川，冰川末段伸入常綠闊葉林中，最低可以達到海拔2500米左右的地方。第四紀中，該地區經歷了多次冰川作用，留下了古冰川U形谷和密集的冰丘陵。這些遺跡是水汽通道特定環境下古冰川作用的堆積產物。雅魯藏布大峽谷作為世界屋脊青藏高原上的一條綠色通道，面向孟加拉灣和印度洋，為來自印度洋的暖濕氣流提供了一條天然通道。