龍門山地處巴顏喀拉地塊東邊界,西邊是巴顏喀拉,東南方向是相對比較堅硬的四川盆地。板塊推擠導致巴顏喀拉地塊運動受阻形成斷層。
龍門山斷層有四條大斷層它綿延長約500公里,寬達70公里,規模巨大,沿着四川盆地西北緣底部切過,位置十分特殊,地殼厚度在此陡然變化,在其以西為60~70km,以東則在50km以下。
龍門山脈行成於中生代或早新生代。東北—西南走向。龍門山山脈是四川強烈地震帶之一。汶川地震就發生在龍門山斷裂帶的中北段。