土林是流水侵蚀的一种特殊地貌形态，它是特殊的岩性组合，构造运动、气候、新构造运动频繁，地壳抬升速率快，流水侵蚀力强等综合因素相互影响下形成的。距今150万年前的第四纪早期，元谋地区河流纵横，湖泊密布，森林茂密、动物繁多、气候温和，食物丰盛，是人类先祖元谋人的生活乐园。星移斗转，原始生态发生变化，河流带来的大量泥、沙、砾石，填没了湖泊，摧毁了森林和远古部落，埋葬了部份古人类、动植物和古文化遗址。之后，新构造运动使平缓的河湖相地层隆起成为丘陵和山岗，并在局部逐渐发育了铁质风化壳和透镜状胶结构物质。此时的元谋，日照强烈，降雨集中，干湿雨季分明，炎炎夏季，风雨特别是点暴雨成为大自然威力无穷的雕刀，将有铁质风化壳遮挡和透镜状胶结构物质粘合的地层，慢慢雕刻成龙柱、宫殿、庙宇、城堡和人物鸟兽等形状保留了下来，周边松散的堆积层则被流水冲刷、卷走、形成大小不等的冲沟。年复一年，冲沟不断增加、延伸、扩大，使那些戴着黑铁“帽子”的沙土造型更加突出，终于成就了土柱的森林这一千古奇观。导致形成了国际国内罕见的元谋盆地土林群落。
元谋盆地土林分布较广，共有13处之多，总面积达42.9平方公里，占全县国土资源总面积的五十分之一，其中，虎跳滩土林、新华土林、班果土林是元谋盆地土林群落中面积最大、景点最壮观、发育最典型、色彩最丰富的三座土林。
一、土林的形成条件
1、土林的组成物质成分——半胶结及成岩度较高的沙砾石层是形成土林的内在原因
通过专家考察，在元谋盆地发育土林的层位是一套巨厚层半胶结的河湖相地层，岩性为砾石层、砂层夹薄层粘土和亚粘土，岩层较厚，主要以石英岩、石英砂岩为主，铁质泥质胶结，胶结较紧密，具有较强的抗风能力和抗压强能力，这是形成高大土林和稳定性较高的主要内在因素。
2、新构造运动不仅提供流水侵蚀的势能，同时也控制了土林的发育走向
由于元谋盆地新构造运动频繁，使半胶结的地层发育节理和小断层控制了土林发育的主沟，从而形成了区域性控制节理的虎跳滩土林、新华土林、班果土林等多处土林，因受地壳运动的影响，盆地两侧掀起，地层向东倾斜，而土林又是半胶结的土体，成岩度较高，低角度倾斜的岩层对其稳定性提供有利条件，这是形成高大土林的又一重要原因。
3、风化壳和铁质胶结砾层对土林有多层保护的作用
由于元谋盆地在第四纪就发育了硅、铅、铁等化学物质成分组成的风化壳，而发育在土林的风化壳主要是中更新世红色铁质风化壳，成褐红色，一般厚0.5—1米，所在的地貌部位是平缓的丘岗上部或高阶地上，当地壳抬升，河流下切，冲沟发育，形成土屏、土柱后，坚硬风化壳对下部松软的土层起着保护作用。
4、气候的干燥与降雨量小是土林发育的重要条件
土林的稳定性差，因此，一般只在年降雨量小、降雨频率低、雨季短的地方拥有或遗存。而元谋则正是气候干燥、降雨量少、雨季不长，对土林侵蚀量低，因此，适合于土林的生育发展和保护。
5、生态的恶化加速了土林的发展
由于近几十年来元谋生态环境的进一步恶化，水土流失的加剧，致使区内肥力流失，有机率降低，土粒团结构差，出现砂化。再加上土林一带几乎无大植被，大气降水直接转化为地表经流，加剧土林的侵蚀力，加速了土林的发展。
二、土林的发育过程和类型
土林发育分为片蚀、纹沟、细沟阶段、切沟阶段、冲沟、侵蚀盆阶段、宽沟阶段和残丘夷平5个阶段。土林的类型按色彩分有红、黄、白、褐色共4种，按形态分为锥柱状、城堡状、峰丛状、城垣状、幔状和雪峰状等多种。
经过地质学家研究表明，元谋盆地土林至少发育形成过两次。一次是在60万年前的更新世老冲沟堆积以前形成，后被流水带来的泥、沙、砾石埋没，造成了更大的丘岗；另一次是在15万年前的晚更新世，新冲沟堆积以前形成。土林的平均浸蚀速率为6.16—41.6毫米/年，超过滇东南岩溶高原喀斯特地貌浸蚀速率120—830倍。由此可见，元谋土林总是在发育形成——埋没消亡——再发育形成的规律中无限循环。土林形成所需的时间根据侵蚀模数类化法计算，约需960—6490年。最早形成于全新世的大西洋期，最晚形成于亚太西洋期，高大的土林是全新世亚北方期的产物。
三、土林稳定性评价
1、区域稳定性评价
影响该区域稳定性的因素，主要是活动性断裂、地震和新构造运动。由于几座土林距断裂带10—40公里，断裂活动时对土林的影响相对减弱，加之元谋盆地大于4.7级的地震很少，使土林较为稳定。
2、土林自身稳定性评价
土林位于地下水之上的色气带中，根基牢实，较为稳定；组成土林的半胶成岩度较高的土林对其自身稳定起着决定性作用，多层保护盖层增强了土柱的稳定性。降雨则是影响土林稳定的最主要外在因素。