산방산의 높이는 395m이고 조면암질안산암(粗面岩質安山岩)으로 구성된 전형적인 종상화산(鐘狀火山)으로 그 형태가 특이하다.
산방산의 ‘산방(山房)’은 산수의 굴을 뜻하는 것이다. 산방산 남측면 150m쯤에 해식동굴이 있어서 산방산이라 한다.
산방산의 지름은 약 1,200m로 제주도에 발달한 다른 화산과는 달리 정상에 분화구가 없고 마치 돔(dome)모양으로 풍화된 조면암주를 포개어 세워놓은 듯한 절벽을 이루고 있다.
주상절리(柱狀節理)에 따른 침식 흔적 외에도 200m가 넘는 높은 지역에서도 풍화작용을 받은 타포니(tafoni)를 육안으로 식별할 수 있다. 남서산록 200여m 지점에는 산방굴(山房窟)이라는 해식동굴이 있는데, 깎아 세운 듯한 절벽에 길이 10여m, 너비 5m, 높이 5m쯤 되는 동굴이다.
산방산 암벽식물지대에서 볼 수 있는 식물들로는 구실잣밤나무, 참식나무, 후박나무, 생달나무, 육박나무, 돈나무, 가마귀쪽나무 등의 해안에서 사는 식물들과 지네발란, 풍란, 석곡, 섬회양목 등의 암벽에서 사는 식물들이 있다.
이러한 암벽식물지대가 학술적으로 가치가 있다고 인정받아 지난 1993년 제주 산방산 암벽식물지대 24만 7935㎡가 천연기념물로 지정되었다.
산방산은 신생대 제3기에 화산회층(火山灰層) 및 화산사층(火山砂層)을 뚫고 해중에서부터 분출하면서 주변 지역과 함께 서서히 융기하여 현재와 같은 산 모양을 이루었다.
산방굴은 100여 평쯤 되는 동굴 안에 부처를 모시고 있어 ‘산방굴사’라고도 칭한다. 굴 내부 천장의 암벽 사이에서 떨어지는 물은 산방산을 지키는 여신 산방덕(山房德)이 흘리는 눈물이라는 전설도 있다. 남쪽 해안에 있는 용머리 해안은 화산회층이 해식을 받아 특이한 경관을 이루고 있어서, 하멜(Hamel)의 표류기념탑과 함께 새로운 관광지가 되고 있다.