缙云山国家级自然保护区地质构造属川东褶皱带华蓥山帚状弧形构造。褶皱带由明显的北北东～南南西走向的三个背斜，两个向斜构成，构造单元由西北向东南分别为牛鼻峡背斜，温汤峡背斜和观音峡～中梁山背斜组成，背斜之间有宽缓的澄江向斜和北碚向斜谷地，嘉陵江由西北向东南横切三个背斜和两个向斜，因而形成三个险峻的峡谷，即牛鼻峡、温汤峡、观音峡。峡谷两侧山高岩陡，峭拔幽深，形势险要，其雄奇瑰丽之势，犹如长江三峡的缩影，故素有“嘉陵江小三峡”之称。褶皱带在白垩纪末期第三纪初的四川运动形成。地层有三迭纪、侏罗纪和第四纪地层，而缙云山属于三个背斜的中间一支温汤峡背斜的一部分，与小三峡山下相映，风景秀丽，海拔200—952．2米，相对高差752.2米。

缙云山的南段为箱形山脊，顶部平缓。全山西翼较缓，坡度20°左右，东翼较陡，坡度60°～70°，因此两翼植物和植被有所不同。