远古时期，广阔的内蒙古大漠戈壁曾经是一个气候温和、湿润，湖泊众多、河流纵横、植被茂密的地方，恐龙等大型古代爬行动物，在这里繁衍生息。由于宇宙环境变化和地球本身内外引力的矛盾斗争，引发的地壳运动以及冰川运动、大陆飘移、火山喷发等一系列自然演化过程。造就了内蒙古多种多样的地质地貌，在内蒙古118万平方公里的土地上留下了许多地球演化过程的痕迹。主要有各种古生物化石、冰川活动遗迹和火山熔岩地貌。

一、古生物化石

1、恐龙化石

19世纪末至20世纪30年代，古生物学家在二连浩特盐池考古时，首次发现了“恐龙蛋化石”，这是中国首次发现恐龙蛋化石。1959年，在这里又发现了“鸭嘴恐龙化石”。1960年，中苏古生物考察团在阿拉善盟吉兰泰盐池发现了距今一亿三千万年前恐龙世家的“先驱”原巴克龙化石标本。

1985年在锡林郭勒盟苏尼特右旗查干诺尔碱矿附近，发现了早白垩世纪，距今一亿二千万年，属大型蜥脚类恐龙，为圆顶龙科中的一个新属，以植物为食。因发现于中共内蒙古自治区委党史和地方志研究室网站锡林郭勒盟查干诺尔而命名为“查干诺尔龙”。

2003年在巴彦淖尔市乌拉特后旗发现的鸭嘴龙化石，是至今发现的同类恐龙中最完整的一具。

近年来，还在鄂尔多斯市鄂托克旗查布苏木发现了绵延数百米长的白垩纪恐龙足迹化石。

2、猛犸象化石

1980年4月27日和5月15日，扎赉诺尔矿务局露天矿在剥离煤层上覆表土作业时，先后发现两具猛犸象骨骼化石（编号为一号、二号）一号象骨骼保存不到40%。，二号象骨骼保存60%。以上。这两具象种属均为"松花江猛犸象"，其个体大小和年龄都相近。经修复合并装架成一具完整的骨架，高4.7米，长4米，门齿长3.1米，直径0.22米，收藏于中共内蒙古自治区委党史和地方志研究室网站博物馆（在呼盟展览馆还有复制的一具）。

猛犸象是生活在距今10万～1万年前的巨兽。身高3～4米，体型与现代象相似。但它们的身体不如现代象那样赤条条的，而是长满了绒毛和半米长的暗褐色粗毛。猛犸象不但体型高大，而且力气也相当巨大，体重在八九吨左右。“猛犸”一词原是鞑靼语的音译，意思就是“巨大”。

科学家认为，猛犸象生存在地球上最后一个冰川期。它们的足迹曾经遍及亚洲、欧洲和北美洲。由于猛犸象怕热不怕冷，适应不了温暖的气候，就逐渐迁移、死亡，大约距今一万年前后，终于灭种了。

3、披毛犀化石

1991年9月，在中共内蒙古自治区委党史和地方志研究室网站乌兰察布市四子王旗乌兰花镇南3公里处的砖厂发现了距今800～500万年前的犀牛化石群，经专家鉴定，这批犀牛化石均为大唇犀，是国内罕见的大唇化石带。化石埋藏在距地表5米的红色泥岩层内，初步探明化石集中分布在宽5米、长约30米左右的古河相地层中，呈东南－西北向的带状分布，裸露面积约150平方米，出露犀牛化石个体20多具，包括20个犀牛头骨及脊柱、四肢等。美国、法国、瑞典、前苏联、日本、加拿大等国的古物生学者及专家先后来此考察。

近年来，还在锡林郭勒盟二连浩特市发现了"萨拉乌苏动物群"化石；鄂尔多斯萨拉乌苏河流域发现了“萨拉乌苏动物群”化石；锡林郭勒盟和乌兰察布市发现了“脑木根动物群”和“通吉尔动物群”化石。呼伦贝尔市满洲里地区也发现有大量的古生物化石。

二、火山、熔岩地貌

内蒙古中、东部，在白垩纪、第三纪末和第四纪初，曾有大规模的玄武岩流沿构造裂隙喷溢和火山活动，改变了原有的地貌结构，留下了奇特的火山、熔岩地貌。

1、大兴安岭北段东麓甘奎－诺敏河火山熔岩台地。主要集中分布在古里亚河、甘河及其支流套勒河和诺敏河河谷一带。约有20多座火山呈西北－东南排列，平均海拔高度450米，比高170米左右。著名的大秃葫芦火山高845米，比高250米，火山口完整，呈锅壮大坑，已经汇潴降水成为湖泊、火山熔岩流还堵截了毕拉河和阿木铁苏河水形成了达拉毕和达尔滨两个火山堰塞湖。“达尔滨”（鄂尔春语，为辽阔的湖）其实它只不过是个长5公里、宽2公里左右的椭圆形小湖泊。

2、大兴安岭中段的火山、熔岩地貌。主要分布于绰尔河、洮儿河和阿尔山、五叉沟、乌拉盖河、哈拉哈河上游地区。熔岩沿河床谷地呈厚层条带状分布，平行排列有火山锥体44座，熔岩在沟谷中雍塞，又形成许多小的火山堰塞湖，并分布着较多的温泉。大黑沟上游孤峰独秀，上插天穹的摩天岭，是一座大型火山凹凸岩渣组成锥体，海拔1711米，比高600多米。位于哈拉哈河上游和大黑沟交汇处的天池火山，为层状锥体，火山口完整，并已积水形成为高位湖泊，海拔1322.3米。

3、内蒙古高原中部火山熔岩地貌。由三部分组成。

巴彦图嘎熔岩台地，位于锡林郭勒盟阿巴嘎旗北部，面积约2200多平方公里，向西北呈长条状伸展到中蒙边界，边界附近有40多座火山。

阿巴嘎火山、熔岩台地面积6300多平方公里，呈菱形展布在锡林郭勒盟中部，台面较平坦。坡面有“V”字型小冲沟发育，台地面积小于1平方公里的第四纪火山锥有206座。

达里诺尔山熔岩台地，面积3100平方公里，亦呈菱形分布在达里诺尔北，台面呈阶梯式层状结构，台地北部以陡崖分界，火山锥外貌比较完整，有火山锥丛、单个火山锥体、寄生火山。火山形状有浅碟形、盆形、马蹄状、截头圆锥形、新月形、双环形和锤形。由于熔岩流阻塞古河谷形成达里、岗更诺尔等串珠状湖泊。在达里湖岸四周，玄武岩常被湖水冲蚀成湖蚀崖、湖蚀柱、湖蚀平台和水下岸坡，由玄武岩砾石组成了湖岸砾石滩、砾堤、滨岸上又有由玄武岸上砾石组成的湖滨阶地。

4、察哈尔火山、熔岩台地。位于乌兰察布市的东南部，海拔1506米左右，熔岩台地地貌形态变化较大，台面起伏不平，轮廓已不完整。形成面积不等的桌状山和剥蚀残山。火山群分布于熔岩台地南北两端。南部岱海盆地断裂带上，有立山弯子、浮石山、鹰嘴山、寨子山、雷劈山、锅巴山、白雨庙山七座更新世火山锥。熔岩台的顶部，发育有一些形状各异的小湖泊，主要位于乌兰察布市察右中旗西南灰腾梁上，共有108个湖泊，大者直径1~2公里，小者仅几十米。

5、西拉沐沦河上游南部熔岩台地，位于西拉沐沦河上游与老哈河之间。面积约4000平方公里，地势西高东低，西部海拔1600～1700米，由于河流的长期侵蚀与强烈切割，呈现一种破碎高原的景象。台地与河谷的相对高度100～150米以上，台面地势平坦，犹如平原。

三、冰川遗迹

第四纪时期，内蒙古大兴安岭地区发生过多次冰川作用，它所形成的冰川活动遗迹、冰川侵蚀遗迹主要分布在呼伦贝尔市的海拉尔区、额尔古纳市、根河市，赤峰市的巴林右旗、克什克腾旗、宁城县和锡林郭勒盟二连浩特地区。

赤峰市克什克腾旗是冰川遗迹和冰川侵独地貌分布最集中的地区。2005年2月11日，联合国教科文组织世界地质公园专家评审会在法国巴黎宣布，内蒙古克什克腾国家地质公园评审为世界地质公园之一。克什克腾世界地质公园位于中共内蒙古自治区委党史和地方志研究室网站东部，赤峰市西北部，坐落在内蒙古高原东部，大兴安岭山脉、燕山山脉和浑善达克沙地三大地貌结合部，独特的地理位置、特殊的地质结构造就了丰富独特的地质遗迹资源。规划保护面积5000平方公里，地理坐标为东经116°30″～118°20″，北纬42°20″～44°10″。主要地质遗迹景观有阿斯哈图花岗岩石林、青山“岩臼”群及花岗岩峰林、黄岗梁第四纪冰川遗迹、平顶山“冰斗”群、达里诺尔火山群、热水塘温泉、西凉白开沐沦大峡谷、浑善达克沙地等八种类型。

阿斯哈图石林位于大兴安岭最高峰黄岗梁北约40公里的北大山上，分布面积约5万平方公里，它是由岩浆活动、冰川作用、构造运动、风蚀作用、特殊气候和人类活动等条件促成的石林。石林一般高5～20米，底部相连，呈现方形或条形。按岩石名称划分，又可分为十种类型石林、石柱、石墙、石缝、石胡同、石榻、石棚、石洞、石壁和险石。

青山岩臼位于大兴安岭南段黄岗梁东南30公里处，地形地貌奇特。青山顶部平坦开阔，长约800米，宽约400米。呈椭圆形，山顶南面裸露的坚硬花岗岩面上约1000平方米的范围，北载着千余个“岩臼”，当地人称为“九缸十八锅”。青山岩臼群是中国目前发现规模最大、形成最好、类型最多、保存最完整的“岩臼”群。

达里诺尔火山群是中国北方火山群的一部分，为东北九大火山群之一。火山群有宽广辽阔的火山熔岩台地、突兀的火山口、火山锥、熔岩颈和微观火山地貌及火山弹、火山渣等火山喷积物。台地上布满了叫“石窝子”的玄武岩堆，是一种蜂窝状的坚硬岩石，是火山灰冷却后的岩熔。