철산일대의 지질은 조선계의 대석회암통에 속하는 퇴적암층이 현수체(懸垂體:roof pendent)를 이루고 있으며, 후기에 석영반암(石英班岩)이 이를 관입하였다.
현수체를 이루는 주변부에는 자철광(磁鐵鑛)의 렌즈상(lens狀)을 수반한 스카른대(skarn帶)가 형성되어 있으며, 이는 중립 내지 조립질의 자철광 · 석류석(石榴石) · 각섬석(角閃石) · 방해석(方解石) · 석영(石英) 등으로 구성되어 있다.
또한, 자류철광(磁類鐵鑛)과 황동광(黃銅鑛)이 국부적으로 나타난다. 소규모의 광체는 관입된 층리의 구조나 구성성분의 접촉면에 관계없이 형성되어 있으나, 대규모의 광체는 관입암과의 접촉부에서 약 100m 거리에 1∼3m 두께로 층리를 선택하여 배태되어 있다.
이들의 평균품위는 철 35% 가량이며, 1943년에서 1945년 사이에 철 37%의 철광석 11만5000t을 생산하였다. 현재는 거의 폐광상태로 남아 있다.