Vách đá hình thành thông qua hoạt động kiến tạo, chuyển động của nước, phong hóa, xói mòn và hoạt động của sông băng. Động đất và lở đất cũng tạo thành các vách đá. Vách đá có xu hướng hình thành trên các bờ biển, ở các vùng núi, ven sông hoặc như các bức tường của các hẻm núi.
Áp suất hình thành khi các mảng kiến tạo bên dưới bề mặt Trái đất cọ xát với nhau. Cuối cùng, áp suất này đẩy một hoặc cả hai mảng lên trên, gây ra động đất và lở đất dần dần hình thành các vách đá và núi. Vách đá cao nhất được biết đến, Rupal Flank trên dãy Himalaya, được hình thành do áp lực kiến tạo.
Gió, mưa và hoạt động của sóng cũng hình thành nên các vách đá. Phong hóa bào mòn làm suy giảm và phá vỡ các tảng đá và núi hiện có. Đá để lại phía sau mạnh hơn hầu hết các loại đá và thường thẳng đứng. Hoạt động của sóng từ sông và đại dương tạo thành các vách đá bằng cách cắt vào đá liên tục trong hàng triệu năm. Sông Colorado hình thành Grand Canyon theo cách này, và Great Lakes cũng hình thành nhiều vách đá.
Trong thời kỳ băng hà, các sông băng tạo thành vách đá bằng cách mài vào đá khi chúng di chuyển trên bề mặt hành tinh. Các sông băng hình thành Vách đá Fones cách đây hàng triệu năm khi khu vực Cổ phía Bắc của Virginia bị nhấn chìm dưới nước. Do kích thước của sông băng, những vách đá mà chúng tạo ra thường lớn hơn những vách đá được hình thành do xói mòn hoặc phong hóa.
