1、玉龙雪山是第四纪中大幅度抬升所形成的断块褶皱山，山体主要由泥盆系和石炭系的碳酸盐岩构成，厚度在3000米以上，部分已变质为大理岩。主峰扇子陡即是由石炭系玉龙灰岩构成。山体南部有石炭系、二叠系玄武岩与灰岩互层。

2、玉龙雪山东麓有白水河与黑水河奇景，这两条河的一条河床发育在石灰层中，另一条则发育于玄武岩中。前者的河底全为白色的石砾，水质清冽；后者则正好相反，石砾黑黄。两河一白一黑，形成特别的景观。

3、玉龙雪山亦是青藏高原范围内最边远的有海洋性冰川分布的高山。气候雪线在海拔5000米左右，地形雪线大约为4000~4500米。主峰扇子陡发育有悬冰川，海拔4500~5000米左右的高度则分布有冰斗冰川，现冰川总计有19条，总面积11.61平方公里，其中“白水一号”是目前最具游览条件的冰川。此外，玉龙雪山还有众多的古冰川遗迹，其中包括主峰扇子陡下面的干河坝。

4、干河坝谷底海拔3300米，谷口朝向西南，谷宽300米，两侧灰岩陡壁相对高差达1000米以上，谷坡65~70度，是典型的阿尔卑斯式大型冰川谷。

5、另外，由于玉龙雪山的高低落差大，从山脚河谷到峰顶具备了亚热带、温带到寒带的完整的垂直带自然景观。玉龙雪山东坡海拔2400~2900米为半湿润的常绿阔叶林和云南松林带；海拔2700~3200米为针阔叶混交林和硬叶常绿阔叶林带，前者主要为丽江铁杉，后者则以黄背栎、长穗高山栎为主要种类；海拔3200~4200米为山地暗针叶林带，这里气候凉爽潮湿，主要植被为高山松林、丽江云杉林和长苞冷杉林。

6、海拔3700~4300米和海拔4300~5000米地带分别为高山杜鹃灌丛草甸带和高山流石滩稀疏植被带，其上便是永久冻土。这其中孕育了几千种动植物，其中包括13种国家保护动物及20种国家保护植物。