직탕폭포는 한탄강 본류에 위치한 용암대지 위의 폭포로, 높이는 3m 내외로 비교적 낮지만 폭이 약 50m에 이르러 시각적 위용이 크다. 일반적인 폭포와 달리 직선형의 일(一)자 모양을 이루고 있어 ‘철원 8경’ 중 하나로 손꼽힌다. 폭포 상부와 양안은 현무암, 하부의 하상(河床)은 화강암으로 구성되어 있다. 이는 풍화와 침식에 상대적으로 약한 현무암이 두부침식(頭部浸蝕)을 받아 폭포가 형성되었음을 보여 준다.
직탕폭포 주변에는 여러 겹의 현무암질 용암층이 확인되는데, 이는 추가령열곡(楸哥嶺裂谷)에서 반복적으로 분출된 용암이 구(舊)한탄강 계곡을 따라 흘러내리며 쌓인 지질구조이다. 이 용암층은 냉각 과정에서 주상절리(柱狀節理)를 형성했고, 지속적인 침식작용으로 인해 주상절리가 붕괴되면서 계단식 폭포 지형이 만들어졌다. 직탕폭포는 현재도 침식이 계속되며 폭포의 위치가 상류 쪽으로 점차 후퇴하고 있다.
직탕폭포는 그 웅장하고 독특한 형태로 인해 ‘한국의 나이아가라 폭포’라 불리며, 많은 관광객들이 찾는 명소로 알려져 있다. 폭포 인근에는 상업 시설들이 밀집해 있으며, 이에 따라 경관 보호와 생태적 보존을 위한 지속적인 관리가 필요한 실정이다.