台灣雖然屬於環太平洋島弧，歐亞大陸板塊與菲律賓海板塊接觸地帶，但火山甚少，主要分布在台灣北端與東北角，其中又以大屯火山群為主，現在所見三芝的地形，可說是大屯火山群形成之後，不斷的風化侵蝕下的產物。大屯火山群第一次大約爆發於250-280萬年前，結束於30-50萬年前左右。
因此可知形成三芝地貌的原因有，歐亞大陸板塊與菲律賓海板塊接觸推擠之後，地層斷裂火山爆發，又因為推擠的方向，大致上是東南朝西北向，因此造成大屯山脈稜線大致是東西向。另一方面是大屯山脈的火山熔岩噴發與流動方向是朝西北向，所以三芝的地勢是東南朝西北傾斜地形，最後是自然的風化侵蝕就形成三芝稜谷相間的地貌了。
三芝位於大屯火山群的北緣，背山面海，地勢由南向北及西方逐漸降低，且呈階狀地向海洋方向緩降，內陸山崙直達海岸線，平地面積不大，海邊靠海成三角形開展。鄉內全部屬於大屯火山群周緣的火山碎屑岩低緩裙狀地形，在全省地形中自成一格。本鄉這種地形面積廣大，且在整個大屯火山群中無出其右者，其表面受放射狀溪流切割後，形成一崙一溪、稜谷相間、井然有序的地形景觀
(一)山峰
用「橫看成嶺側成峰」來形容大屯山脈是最佳的寫照，從三芝可見的大屯山脈一列排開有竹子山、嵩山、小觀音山、菜公坑山、烘爐山、面天山、向天山、大屯山。若從觀音山看大屯山，只能看到面天山、向天山。反之從金山看只有竹子山了。不過古人在描述大屯山脈時，則是從淡水的角度來形容；大屯山又稱大遯山(最早稱奇獨龜崙山)，自「小雞籠山」「蜿蜒而來」。如果我們站在淡水的漁人碼頭，很清楚可以到大屯山，是從三芝境內的二坪頂山(台地)和最遠的竹子山延伸而來。所謂小雞籠山是指番社「小雞籠社」那個地方的山，這從1654年的大台北古地圖可見到兩個山脈的相對位置，或許比較正確的說法應該是二坪頂山(台地)。
竹子山：竹子山海拔1103 公尺，為大屯火山群第二高峰，山型獨特容易辨識，且十分壯觀。為本鄉與石門鄉、金山鄉界。竹子山所指為「箭竹」，這是三芝鄉人最喜歡吃的箭竹筍。有人把「箭竹筍」錯寫成「劍竹筍」。竹子山是軍事管制區所以無法進入，從二坪頂走大、小銀紙坑上中湖戰備道可到稜線。
嵩山：海拔989公尺。嵩山介於竹子山右側相連稜線與小觀音山之間，從三芝看不易辨識，因三者缺乏明顯界線，可能是一系列裂隙噴發所形成。嵩山無明顯的火山口，最有可能是已被侵蝕殆盡，是一個複式火山。為本鄉與台北市北投區界
小觀音山：海拔1072公尺 。火山口位於小觀音山頂部，大致成圓形，是大屯火山群中最大的火山口，直徑1200公尺 ，深度300公尺 ，舊稱「桶湖」。火口朝西北，是大屯溪的源頭之一，由三板橋進入火山口，火口緣成為本鄉與台北市分界。從三芝所見是小觀音西峰，火山口稜線上有許多天線，有民視、華視、、中視、中廣、台視等發射台及軍事設施。火口壁陡峭，稜線大部分生長箭竹，只出露少數岩層。火山口內還相當平坦，最早曾經有人在此種茶葉，遺址還在。因狀如筆尖，當地人也稱其為「筆子嘴尖」。
菜公坑山：位於大屯自然公園旁邊，菜公坑山包括三個小山頭(北方小山頭又名草凹山(標高886公尺)，西方小山頭稱百拉卡山，又名枕頭山(標高911公尺)，東方小山頭標高901公尺)上有一反經石。火山口位在三個小山頭之間，火口緣受顯著切割，形成朝南和朝西北的火口瀨。
烘爐山：烘爐山因火山口形似舊式烘爐而得名。錐狀火山海拔620公尺 ，圓形火山口位於烘爐山頂，直徑180公尺 深度10公尺 ，底部積水成小水池，滿佈墳墓最早建在道光六年，有一間土地公廟和水井。火口緣大致等高，呈平台狀。不明顯的火口瀨位在火山口西南西側地勢較低的位置。火山口附近可見明顯的岩漿流通道，十分特殊。
烘爐山位於本鄉興華村，從101甲 公路有小路直上，步行約40分鐘。是本區唯一由玄武岩構成的火山，玄武岩來自岩漿庫中演化較少較深的地方，在火山體側邊上升噴發，因此烘爐山可能是大屯火山體的另一個寄生火山(parasite volcano)。
烘爐山噴發出的岩石稱玄武岩，為北新莊地區最大的特色。
大屯山：海拔1081公尺。大屯山又稱大遯山、奇獨龜崙山。郁永河的《裨海紀遊》則將「大屯山」寫做「大洞山」。從本鄉北新莊101甲公路可到大屯自然公園，停車場旁有路直達山頂，視野良好，晚上適合觀星賞夜景。遠眺三芝、淡水河、觀音山、林口台地、台北盆地堪稱第一夜景。
豬母坪山；763m ，無基石，也無山頂標示牌，火山口尚可辨認。
鶯仔鼻山：830m ，無基石，山頂是塊巨岩。展望絕佳。
二坪頂山：三等三角點在海軍營區內。
海尾山基點，56m 。三等三角點727號。竹林間無展望。
小坑山基點，154m 。三等三角點945號。位於社區籃球場鐵絲網外路邊。
菜頭崙山頂，1039m 。圖根點，基點已斷頭，且字跡無法辨認。旁邊有個水泥柱，比它顯眼多了。山頂標示牌綁在水泥柱上，此山又稱竹子山前峰。
小觀音山北北峰，高約1040m 。在菜頭崙山頂和小觀音山北峰之間。
小觀音山北峰長形頂部之一點，高約1058m 。
小觀音山西峰基石，1043m 。
至於，淡水廳志/正文/卷二 志一 封域志/志一 封域志；在大屯北二十餘里曰小雞籠鼻頭山，山下有石，中空如門；為石門。
(二)台地
這種地形是熔岩從火山口流出，冷卻之後形成的台地，最早流出的岩漿流的最遠也在最下面，二坪頂、橫山、圓山頂、車程等地區均是。其中又以二坪頂、橫山和頭圍延伸到富貴角入海，三層台地為難得一見的火山地形。
(三)稜谷
數十萬年來經過不斷的風化侵蝕，從八連溪以西到大屯溪之間形成許多的稜-谷地形，造成許多道路都是開在稜線上如北7(大湖路)，北九(海福路)北13-1(陽光路)，這也是北海岸的特色。
(四)平原
三芝必較大的平原地形有古庄、新庄，埔頭、埔坪古稱「小基隆洋」。八連溪兩旁農田，現在看相當平坦沒有大石頭，那是民國七十年代，農民都賣給老梅的碎石場，也是一筆相當不錯的收入，最早的農田因為石頭太多，每一塊水稻田面積都很小、小到連碌碡都無法使用。尤其是現在的福德水車公園旁，以前稱漏坑口。
至於後厝村的「大片頭洋」，面積不大。大部分屬淡水鎮的屯山里。
(五)溪流
八連溪：發源自竹子山、嵩山、柳仔南等山，上游有三大支流木屐寮溪、內柑宅溪、茄苳溪。全長11公里源自圓山村、福德村、八賢村、埔頭村、從古庄村出海，為三芝第一大溪流。
新庄子溪：新庄子溪全長約九公里留經橫山村和新庄村，在橫山村境內稱大坑溪，新庄村境內稱新庄子溪。發源於二坪頂的「石門仔崎腳」，就是現在的青山路(北15-1)流浪狗收容所，溪源頭右邊是二坪頂台地，左側是陳厝坑頭，二坪頂台地地勢高聳，遠從淡水可見，二坪頂台地與大坑溪谷之間的斷崖地形，也是三芝最大的斷崖地形。
新庄子溪在民主公王廟前和埔頭坑溪(陳厝坑溪與埔頭坑溪)會合，不遠處即出海口。溪口舊稱社寮港，早年為三芝的重要對外貿易港口。
海尾溪：發源自圓山頂，經圓山村、福德村、錫板村入海稱錫板港。與社寮港同為三芝對外出入港口。
北勢溪：溪流很短，在海尾溪旁，屬後厝村。
溝仔溪：顧名思義短而乾涸的溪溝。
大屯溪：大屯溪下游屬淡水鎮，從店子村溪底以上屬三芝鄉。源自桶湖與羅厝坑，水源充沛灌溉面積遼闊。
崁底溪：老梅溪上游發源自二坪頂的鶯仔鼻，水勢湍急，溪底有冷泉。
名稱
|
新庄子溪
|
八連溪
|
海尾溪
|
北勢子溪
|
長度公度(公里)
|
8
|
10.7
|
7
|
4
|
流域面積(平方公里)
|
12.36
|
16.41
|
6.12
|
2.76
|
(六)海岸
本鄉海岸線長約7.3公里，全部海岸都是岩沙混合地形，沿海岸的後攤部分為沙丘地，寬約有一百公尺。三芝的海邊原本在潮間帶擁有大面積的咾咕俗稱「藻礁」。
台灣四周環海，全島海岸線約1200公里，有海岸砂丘發育分布的海岸線長約250公里月佔全部海岸線的24，由於受東北季風影響海岸地區有廣大的沙丘分布面積約50000多公頃(張政亮1995)
根據資料，淡水河河口北側海岸主要構成物質為大屯火山群得火山岩屑堆積物，三芝附近的沙灘原，部份來自淡水河口，因潮流關係被帶至此，。部份沙原來自三芝的溪流八連溪、海尾溪等，當然因東北季風影響也會把附近溪流的沙粒往西帶到沙崙湖一帶。而沙崙湖則是北海岸最後的一塊沒被破壞的海岸沙灘地，尤其是植物生態。
參考資料
第一階段的噴發活動
大約在 280萬年前，於今天大屯火山群東部有一座早期的丁火朽山，大小要比現在所能看到的丁火朽山要大上許多，位置則要稍微偏西邊一些。由於是初期的火山爆發，為了衝開地表的岩層，地底深處的岩漿一定蘊釀了很久，蓄積了很大的力量，所以在爆發時，威力十分強大。在經歷一段不算太短的時間，可能是數天或數星期，強烈的爆發活動將大量的火山碎屑物噴到空中，這些火山碎屑物在落到地面後，常沿著已經形成的陡削火山丘體向四面八方急速地散佈奔流。
原始的大屯山
另外，在大屯火山群的西半部，大約是今日大屯山的位置，地下深處的岩漿經過了許多次的嚐試之後，終於在 250萬年前衝開了地表的岩層，形成了第一階段的另一次噴發活動，構成了一座原始的大屯山。
可能是岩漿在大屯火山群的東半部已使盡全力完成首次的火山爆發，在西半邊的岩漿體噴出力量就顯得薄弱些，只產生了少量且局部的火山碎屑岩，散佈在今日大磺嘴地熱區的附近。此後，大屯火山群便歸於寧靜，一直隔了150～160萬年才又有了第二階段的噴發活動。
第一期的火山活動80萬年前
第一期的火山活動大約在80萬年前於今日的竹子山亞群有零星的噴發活動，展開了第二階段火山噴發的序幕。厚層的熔岩流構築成竹子山的基底，這層熔岩流相當厚而且分佈極廣，極可能是由裂隙式噴發所造成的，自鹿角坑溪往竹子山回溯到源頭─楓林瀑布就可以看到這層熔岩流，但是被後來產生的各火山活動產物所覆蓋住，所以在竹子山附近不易找到這層熔岩流，一直要到北海岸的富貴角及麟山鼻才看得到。
竹子山海拔1094 公尺，為大屯火山群第二高峰。其北峰高達海拔1079
公尺，與海拔1031 公尺的前峰相連，十分壯觀。八十萬年前至60
萬年前，首先噴發的是竹子山亞群，分布極廣的熔岩流構成竹子山的底部，
而到了70 萬年前左右，是大屯火山群噴發活動最猛烈的時期（王文祥，1993）。
竹子山沒有很明顯具體的火山錐外型，主要由熔岩構成，內夾火山碎屑岩，
從側面看，層層相疊的山脈構成了竹子山的主體。
第二期的火山活動70萬年前
另外，在西半部，竹子山延續了早期的火山噴發，又在70萬年前持續地產生了一組顏色較淡的安山岩質熔岩流，自小油坑後的陽金公路上往金山方向看過去，可見到竹子山峰巒層疊的景緻，就是這次火山活動所產生的厚層熔岩流所形成的。
此時七星山及小觀音山不甘寂寞，也在同時產生噴發活動，使得整個大屯火山群熱鬧非凡。小觀音山的噴發活動，就不是這麼安靜了。它不僅炸出了一個直徑 1.2km的大火山口，也在噴發期間丟出來一大堆10cm以上的火山彈，這些火山彈在現在的北新莊附近還可以看得到，呈圓形或是尖梭形，表面有許多形狀不規則的氣孔。
地質學家們發現，在地下深處，有的地點溫度比較高，在那兒的地下物質熔化了，便成為岩漿。岩漿比周圍的物質輕，所以會向上浮，從地殼的裂縫流到地球表面來（陸地或海底），這時科學家便改叫它為「熔岩流」。這些熔岩流有的比較黏稠，噴出地面時流動很慢，冷卻後可以形成像日本富士山那樣的錐形火山；有的熔岩流比較稀薄，流動性好，噴出地面很快向四方流走，冷了就形成一片高地。
火山裡面除了熔岩，在地下深處，可能還有殘餘的熱或含硫的氣體等。
岩漿的主要成份是矽酸鹽類，是以氧、矽和少許金屬元素組成的化合物。
此時七星山及小觀音山不甘寂寞，也在同時產生噴發活動，使得整個大屯火山群熱鬧非凡。小觀音山的噴發活動，就不是這麼安靜了。它不僅炸出了一個直徑 1.2km的大火山口，也在噴發期間丟出來一大堆10cm以上的火山彈，這些火山彈在現在的北新莊附近還可以看得到，呈圓形或是尖梭形，表面有許多形狀不規則的氣孔。
地質學家們發現，在地下深處，有的地點溫度比較高，在那兒的地下物質熔化了，便成為岩漿。岩漿比周圍的物質輕，所以會向上浮，從地殼的裂縫流到地球表面來（陸地或海底），這時科學家便改叫它為「熔岩流」。這些熔岩流有的比較黏稠，噴出地面時流動很慢，冷卻後可以形成像日本富士山那樣的錐形火山；有的熔岩流比較稀薄，流動性好，噴出地面很快向四方流走，冷了就形成一片高地。
火山裡面除了熔岩，在地下深處，可能還有殘餘的熱或含硫的氣體等。
岩漿的主要成份是矽酸鹽類，是以氧、矽和少許金屬元素組成的化合物。
錐形的大屯山
•我們現在所看到的錐形的大屯山約在50-70萬年前形成，其山形呈南北走向。50-70萬年前原始大屯山再度爆發，形成現在所見的大屯主峰、西峰和南峰。原來的火山口反而位於三峰和中正山之間。
•第三期的火山活動
到了距今50萬年到30萬年間，各火山的威力已減少許多，不足以再轟轟烈烈地將岩漿炸得滿坑滿谷都是，只局部地溢流出熔岩流，形成小型的火山丘，如大屯山亞群的烘爐山、菜公坑山及面天山，約在40萬年前形成，由於噴發活動並不劇烈，所以仍能保持完整的鐘狀火山外形。
烘爐山與面天山
•可能是延續大屯山的活動在50-30萬年前爆發出烘爐山、菜公坑山與面天山之後大屯火山群完全停止噴發
安山岩與玄武岩
安山岩：地底的岩漿經火山爆發，所噴發出來的岩漿團塊，冷卻下來之後，就是安山岩。其冷卻速度較快。
玄武岩：岩漿沿著地表板塊的裂縫，慢慢的湧流出來，逐漸凝固而成，其冷卻的速度較慢。 玄武岩是來自地殼以下，地函的上部。這裡的物質部份熔融，形成岩漿，冒出地面成為熔岩流，冷卻固化後就叫做「玄武岩」。因為它來自地球深部壓力很大的地方，冒出地表後壓力驟減，些許的氣體就膨脹成明顯的氣泡了
浮石
輕石是一種熔岩，內部充滿了氣體形成的泡泡，因此很輕可以漂浮在水上，所以又稱為浮石！
侵蝕
所以今日所見的七星山，乃至於整個大屯火山群的地貌，至少都是三十萬
年來風化侵蝕作用下的殘存形貌。若以台灣北部年平均侵蝕率為3mm計算，
則三十萬年間大屯火山群被削去的高度當有九百公尺之多。