Địa tầng của quần đảo Penghu được xếp theo thứ tự niên đại lần lượt như sau: tầng nham thạch núi lửa Hua-yu là cổ xưa nhất, tiếp theo là các địa tầng gồm tầng Tong-liang, tầng Bai-sha, tầng nhóm đảo Yu-weng, tầng đất đỏ Dong-wei, tầng Xiao-men-yu, tầng Hu-xi, còn mới nhất là tầng bồi đắp và tầng phù sa ven biển.

Theo dữ liệu định tuổi bằng đồng vị phóng xạ, quần đảo Penghu từ 8 triệu đến 17 triệu năm trước đã hình thành địa hình địa mạo nguyên thủy, trải qua hàng chục triệu năm chịu sự xói mòn của biển, đã tạo nên cảnh quan về địa hình và địa chất độc đáo với gần trăm hòn đảo của Penghu như hiện nay.

Do sự dịch chuyển của các mảng kiến tạo gây ra những vết nứt trên lớp vỏ, khiến cho dung nham có áp suất cao, nhiệt độ cao bị trào ra từ những vết nứt, những dòng dung nham nóng bỏng chảy vào lòng biển và do tác dụng ngưng tụ lạnh của không khí, sẽ nguội dần đi và đông đặc lại, đồng thời trải qua nhiều lần nền đất bị trồi sụt, nên đã hình thành địa hình đặc biệt của quần đảo Penghu.

Do các yếu tố chủ quan và khách quan như lực tác động, mức độ đồng nhất trong quá trình dung nham nguội đi, sẽ tạo ra những kỳ quan thiên nhiên bằng đá bazan nhiều cạnh dạng cột hoặc dạng tấm được hình thành tự nhiên bởi dung nham ngưng tụ. Trong đó dãy đá bazan dạng cột rất đồ sộ ở đảo Tong-pan thuộc hệ thống các điểm du lịch Nanhai là có tính tiêu biểu nhất; còn những cảnh quan đá bazan trên 3 hòn đảo Ji-shan, Ding-gou và đảo Xiao-bai-sha thì đều được đưa vào danh sách Khu bảo tồn thiên nhiên đá bazan.