마식령 산맥은 낭림 산맥의 마식령 부근에서 분기하여 강원도와 황해도의 도계를 따라 남서쪽으로 이어지면서 경기도 개성과 강화도까지 형성된 산맥이다. 낭림산맥에서 분기할 때는 해발고도가 1,000m 이상이며 서쪽으로 뻗으며 낮아지다가 말단부는 한강의 하류에 의해 절단된다. 암석은 퇴적암이 변성되어 이룬 결정편암이다. 연평균기온이 5∼10℃이며 소나무가 많은 것이 특색이다. 경동지형의 고위평탄면이 침식을 받으며 침식에 강한 부분만 남아 형성된 산맥으로 해석한다. 마식령산맥의 주요 산지로는 동백년산(1,246m), 명지덕산(911m), 석봉(809m) 등이 있다.
마식령산맥은 중국방향(中國方向 : 북북동∼남남서)의 산맥이고, 중생대(中生代) 대보조산운동(大寶造山運動)의 결과로 생긴 습곡구조(褶曲構造)이다.
그러나 이 산맥을 습곡산맥으로는 볼 수 없다. 당시의 습곡구조는 오랜 지질 시대를 거치는 동안에 개석(開析)되어 평지가 되었으며 그 뒤에 작용한 단층운동 또는 암석의 경연차(硬軟差)에 따른 차별침식(差別浸蝕)의 결과, 이 방향의 지질구조가 다시 나타난 것으로 보는 것이 타당하다.
최근 학계의 일반적인 견해는 낭림산맥에서 뻗어 나온 산맥을 단층이나 습곡에 의해 형성된 독립적인 산맥이 아니라 경동지형의 고위평탄면이 침식을 받고 해체되는 과정에서 형성된 산맥으로 해석한다. 이러한 산맥을 보면 낭림산맥과 같은 척량산맥(脊梁山脈)에서 분리되어 나오는 부분은 높은 산과 깊은 골짜기가 번갈아 나타나는 광범위한 산지이고, 고도가 낮은 말단부는 저위평탄면 위에 솟아 있어 그 존재감이 더욱 뚜렷하다. 그런 면에서 마식령산맥은 침식으로 형성된 노령산맥이나 차령산맥과 유사하다고 볼 수 있다. 독일의 라우텐자흐(Lautensach)는 태백산맥과 낭림산맥을 한반도의 척량산맥으로 보고 이들이 하나로 이어지는 것으로 판단하여 이를 한국주산맥이라고 명명하였다. 이 이론은 지반운동으로 형성된 태백ㆍ낭림ㆍ소백ㆍ 함경산맥을 진정한 의미의 산맥으로 나머지 산맥은 고위평탄면의 해체과정에 남은 잔구성 산지로 보는 지형학계의 일반적인 견해와 큰 차이가 없다.