대만은 유라시아 대륙지판과 필리핀지판의 충돌지대에 위치해 지질 활동이 활발하다. 오래전 고생대 후기 대만은 침적암 가루와 침적물이 쌓인 지대였으나 장기적인 침적 작용, 변질 작용, 조산운동, 육지의 상승 침하 및 바다의 상승 하강등 교차 작용의 영향으로 현재의 복잡한 지질 구조가 형성되었다. 가장 최근 대만이 상승한 것은 지금으로부터 약 2~3백만년 전의 선신세 시기에서 홍적세 중간 시기로서, 봉래 조산운동의 지각 운동으로 인해 바다에서 솟아오르게 되었다.

옥산국립공원은 대만 중앙에 위치하며, 중앙산맥 동측에는 가장 오래된 지층인 변질암 지반의 대남오잡암이 있는데, 이는 대만에서 가장 오랜된 지층으로 기록된다.
대남오잡암은 대략 1~3억년전의 고생대 후기에서 중생대 사이에 형성된 것으로 대량의 화성암, 사암, 혈암 및 석회암등이 침적되고, 조산운동의 영향으로 강렬한 변질작용이 발생하면서 대남오잡암층이 형성되었다. 주요 암석으로는 흑색 편암, 녹색 편암, 규토 편암 및 대리석등이 있다.

대만 변질 판암계의 신고군, 아변질 판암계의 여산군 및 아변질 판암계인 필록산군은 모두 중생대 또는 제 3세기 초기의 퇴적 지층이다. 이 시기는 원래 육지였던 대만섬이 다시 가라앉으면서 제 3세기 지층의 침적장소가 되었다. 가장 먼저 두꺼운 흑회색의 혈암, 이암이 침적되었고, 중간에 사암이 끼워져 있다. 이러한 암층은 변질 작용을 거쳐 이질암층이 단단한 혈암, 판암 및 천매암으로 변했으며, 사암은 석영암으로 변했다. 국립공원내 중앙산맥의 마보라스산, 수고만산에서 관산, 신강산은 모두 아변질 판암계의 필록산군에 속하여, 국립공원의 약 2분의 1 면적을 차지하고 있다. 팔통관에서 중앙, 백양금광 및 팔통관에서 남영지 사이는 아변질 판암계인 여산군이며, 유명한 탑탑가안부 - 옥산군 봉우리 – 팔통관 – 운용폭포 근처는 모두 변질 판암계의 신고군에 속한다.
탑탑가안부와 사리선계곡은 서부 지역으로, 국립공원에서 가장 젊은 지질 구역이며, 마이오세의 미변질 침적암 구역으로서, 남장층에 속한다. 사암, 진한 회색의 혈암 또는 사혈암이 혼합되어 있으며, 철성분 덩어리 및 탄소 성분의 부스러기를 함유하고 있다.