武陵源独特的石英砂岩峰林在国内外均属罕见，素有“奇峰三千”之称。在217.2平方公里的核心景区中，有石英砂岩山峰3103座，峰体分布在海拔500-1100米，高度由几十米至400米不等。峰林造型若人、若神、若仙、若禽、若兽、若物，变化万千，这些突兀的岩壁峰石，连绵万顷。武陵源水绕山转，素有“秀水八百”之称。众多的瀑、泉、溪、潭、湖各呈其妙。金鞭溪是一条十余公里长的溪流，从张家界沿溪一直可以走到索溪峪，两岸峰林对峙，倒映溪间，别具风味。

武陵源有珍奇的地质遗迹景观。包容了砂岩峰林、方山台原、天桥石门、岩溶峡谷、岩溶洞穴、沉积构造、地层剖面、古生物化石等丰富多彩的地质遗迹。其千姿百态，变幻莫测的地貌景观，包存几乎没被扰动的原始自然状态的生态环境与生态系统。因此从科学的角度和美学的角度评价，张家界砂岩峰林地貌与石林地貌、丹霞地貌以及美国的丹佛地貌相比，其景观、特色更胜一筹，是世界上极其特殊的、珍贵的地质遗迹景观。