太古代时期，整个鲁西包括泰山地区在内，是一个巨大的地壳沉降带，有上万米厚的各种砂质、泥砂质及酸性、基性和超基性火山物质堆积。距今24亿年前后，鲁西发生一次强烈的造山运动，即泰山运动，使该沉降带原先堆积的岩层褶皱隆起，成为巨大的山系，古泰山是其中的一部分，耸立在海平面之上。同时伴随岩层的褶皱，产生一系列断裂。岩浆活动和变质作用使原先沉积的岩石变质，随后经历多次强烈的混合岩化和花岗岩化作用，逐渐成为今日在泰山上所看到的各种变质岩和混合岩。