巖石主要由太古代、元古代的片麻巖、大理巖、石英巖和古生代、中生代的砂頁巖、礫巖所組成。大青山南北坡明顯不對稱，北坡平緩， 剝蝕殘余的低山丘陵和盆地交錯分布，逐漸與內(nèi)蒙古高原連在一起；南坡陡峭，為明顯的構(gòu)造斷塊地形，斷層崖被侵蝕切割，形成一系列斷裂三角面，形勢險峻。山麓分布有侵蝕殘余的低山和眾多的山溝，雨后洪流破山而出，造成復(fù)式帶狀洪積扇裙。山溝為流水侵蝕成為寬谷后，往往形成前山與后山的交通孔道。山上和山后氣溫較低，年均溫0～4℃，山峰與山麓相差4℃左右，無霜期較短，山上和山后約為100天，比山前生長季約短1個月。以呼和浩特和武川相比，兩地直線距離僅40公里，年降水量相差76毫米。山脈的屏障作用甚為明顯。大青山森林覆蓋率為11.5％。陰坡海拔1100米左右為干草原；1200 米以上出現(xiàn)灌叢及稀疏杜松林；1300～1500米有油松、 側(cè)柏、杜松混交林；1500～2000米有油松、山楊、遼東櫟混交林和云杉、白樺、山楊混交林及油松和云杉純林。陽坡1500米以下為干草原，1800米以上為山地草甸草原。土壤為山地栗鈣土─山地典型棕褐土─山地淋溶褐土─山地草甸草原土。北麓山間盆地和灘川地的水土條件較 好，耕地擴(kuò)展很快，上限已達(dá)海拔1850米。山前丘陵和洪積扇地帶為半農(nóng)半牧區(qū)。