在地質的中生代（距今約2.3億年至6700萬年），浙、閩、粵的東部處于板塊邊緣地帶，受到來自南東方向另一板塊擠壓、碰撞、俯沖、下插的巖石板塊被地殼深部熾熱巖漿所熔融，沿上復板塊內北東向斷裂上涌、侵入或噴發，形成閩東沿海北東向的火山—侵入巖漿巖帶。在大規模火山噴發間歇期，形成壽山—峨嵋火山噴發盆地。
盆地基底地層為流紋質凝灰熔巖。盆地內火山噴發巖系，分為兩個巖段：下段以沉積的火山碎屑巖為主，包括晶屑凝灰巖、粉砂巖、角礫熔結凝灰巖等；上段由凝灰熔巖、熔結凝灰巖等組成。
盆地中另一類構造是環形構造。環狀斷裂控制一系列的壽山石、葉蠟石礦脈分布，如黃巢山火山口周邊環狀斷裂控制瓦坪、柳坪、旗降、松柏嶺等礦點；加良山火山口控制峨嵋葉蠟石礦及壽山石脈分布。
壽山石脈產生于中生代火山巖巖層中，它的形成和發展經歷了漫長的地質作用。不同品種的壽山石，經歷的地質作用是不同的。各種原生礦是內生礦作用形成的。田坑石、坡坑石(獨石)則是外生地質作用的結果。
(一)內生成礦作用
火山活動時，處于高溫狀態(1000℃以上)的地下巖漿和沸騰著的流動體沿一定通道，由地殼裂縫溢出，形成巖漿河，冷凝后形成熔巖流，或是噴射氣體或是灰塵，在地下深處混在一起，呈熔漿狀態，成為混合熱液。熱液沿著火山口附近環形斷裂或其他線形斷裂上升，遇到多孔隙的易于交代的巖層，如本區小溪組的凝灰巖、凝灰角礫巖等，即與之發生化學作用。形成葉臘石、高嶺石和地開石。
葉蠟石和地開石礦又分為三種：
熱液交代型 主要分布在虎口、大山、柳坪、加良山，部分分布在旗降山及善伯山、月尾山等地。礦體多呈層狀。次為不規則脈狀、團塊狀、透鏡狀。礦石以葉蠟石為主，次為硬水鋁石、石英、絹云母、高嶺石、地開石等。
熱液充填型 主要分布在高山、都成坑段。其余地段只零星見到。壽山石呈脈狀。脈的寬度大小隨裂隙變化而異，一般與圍巖界線清楚。質地細膩，色澤艷麗，透明度較好，多為高、中檔壽山石雕原料。
交代充填混合型 主要分布在善伯洞、旗降山、松柏嶺等處。其他地段亦有所見。礦體以脈狀、透鏡狀產出；礦石多以地開石或高嶺石為主，部分以葉蠟石為主。
(二)外生成礦作用
隨著地殼作用，地下的礦脈暴露于地表，經強烈物理風化，巖石崩解成巖塊、巖屑，在重力影響下沿山坡滾動，并在低凹處堆積。坡積層中的壽山石塊，稱之為“獨石”、“坡石”。在工藝分類中“掘性高山”石、“鹿目格”石等屬之。這種坡石經歷水化學作用、氧化作用及原生礦風化侵蝕后，再經一定距離的搬運，形成滾石。滾石表面常見后期形成的皮殼，常呈淡黃色，肌理隱約也可現蘿卜紋。但畢竟坡凹中水分較少，物理、化學風化作用也不如田黃進行得徹底。因而質地遜于田黃，但一般高于原生礦石。
壽山石因質地溫潤，色彩艷麗受人鐘愛。其天然美，天然紋彩，天然圖像及天然韻味，更是天公之作。壽山石文化已自成一部歷史。
歷代詠石的詩作亦有相當數量，詩人或言石，或寫景，或驚訝“別有連城價，此石名田黃”，或描述當年開挖壽山石盛況“日役萬指傭千工”。
在宋代梁克家編撰的《三山志》中就有關于壽山石的記載：“ 沙鷗山石潔凈如玉，大者可一二尺，柔而易攻，五花石坑，相距十數里，紅者，緗者，紫者，惟艾綠者難得”。
宋代祝穆編撰《方興勝覽》論福州特產有：荔枝、壽山石與海鹽等。
明代陳道修，黃仲昭撰《八閩道志》記載：“壽山在四者，與芙蓉、久峰二山相對峙，山有石瑩潔如玉。”
明代何喬遠撰《閩書》載：壽山有九峰，峰生美石，瑩潤可研，可印……。
在清朝，出現了有關壽山石的專著，將一般記敘文學引導向壽山石的科學理論探討。第一篇開山之作是侯官人高兆的《觀石錄》，全文二千七百字。它雖然只評判了一百四十余枚壽山石，但卻第一次提出“石有水坑、山坑”之分，水坑“質潤姿溫”、山坑“姿暗然質微堅”，為此后的壽山石大類的區分打下了初步基礎。第二篇專著是浙江蕭山人毛奇齡的《后觀石錄》，全文三千六百余言，是對自藏的壽山石章及印紐刻工進行評價的。他在水坑、山坑的基礎上第一次增加了“田坑”類，而且提出“田坑為第一，水坑次之，山坑又次之”的觀點，影響壽山石的分類和評價，成為一種固定化的格局。
民國龔倫著《壽山石譜》，張俊勛著《壽山石考》《壽山石譜》是完整的壽山石專著，對壽山石做了比較全面的介紹，并考證了壽山石開采歷史。
在長達1500多年的悠久歷史長河中，各朝代的民間傳說中都有著一些動人的壽山石傳奇神話故事。
傳說一、女媧遺石在人間
相傳在“混沌初開，乾坤如奠”的時候，有位女媧氏駕著祥云遨游在蒼穹之中，見到蒼三山峰，泱泱壽溪水，競打動了這位仙女之心，將補天用的斑斕彩石，飄灑在壽山的田野山林溪河之間。這天上的彩石，灑在壽山溪畔一帶良田沙灘中堆積，經后期自然條件改造，由于堆積環境的差異，有的變成了金燦燦、黃橙橙的“石中之王”田黃石；有的形成了花田石、黑田石、白田石以及硬田石；有的漂落在溪水及河流中形成了鵝卵狀的溪蛋石、溪管石以及在水洞中堆積的牛角凍、水晶凍、瑪瑙凍及環凍；而更多的彩石則飄灑在連綿不斷的山崗上和山坡沙地粘土中，形成名目繁多的壽山石品種，如高山石、旗降石、大山石、芙蓉石、杜棱石、全獅峰以及牛蛋石、鹿目田、鱟箕石、坑頭田等寶石，這就成了“天遺瑰寶留閩中”之佳話傳奇故事。
關于“女媧遺石在人間”另有一說。在很久很久以前的上古時代天塌地陷，中華民族的偉大母親女媧，為了拯救人類，曾經煉石補天，女媧補天之后，還剩下許多大小不一的靈石，于是她在神州大地上空巡視，最后發現福州壽山細林清幽，景致絕美，就把這些曾經用于補天的靈石撒向了壽山的大地，這就是壽山水田中的田黃石。壽山石田黃石傳說更令人神往，因為在我國960萬平方公里的土地上，甚至在整個地球上，為什么只有壽山的水田里才會有這種珍貴寶石的存在呢？這是女媧對壽山特別眷顧的結果。
傳說二、鳳凰彩卵留人間
傳說三、仙人遺棋子 陳長壽撿石發大財
傳說過去北峰的壽山不叫作“壽山”。山下住著個樵夫叫“陳長壽”，十分喜歡下棋，而且棋藝很高。有一天，陳長壽上山，看見兩個老人在一塊大巖石上下棋，心里發了癢，就站在旁邊看得入了迷。兩個老人覺得有趣，便說：“先生，難道你也懂得下棋？”陳長壽點點頭笑著說：“頗懂得一些。”兩個老人都高興起來：“那好，我們同先生下幾盤棋。”想不到，下了幾盤棋，陳長壽都贏了。老人說：“想不到人間有這么高的棋藝。今天我們都輸給了你，沒有什么好送，就這一盤棋子給你吧！今后你不必去砍柴了，自有好日子過。”說罷化作一陣風走了。陳長壽知道兩個老人必是神仙，忙收拾了殘棋，跪在大巖石上朝著蒼天叩謝仙人的送棋之恩。
陳長壽得了一盤棋子，依然沒有忘記要砍了柴再回家。他一邊砍著柴，一邊還想著下棋的事。誰知不小心，袋子里的棋子都掉到地上。正想撿起來，一顆顆棋子忽然間都變成了五顏六色的小石頭。小石頭長成大石頭，大石頭又生下小石頭。他撿著撿著，一時也撿不完。陳長壽并不貪心。他撿了一些小石頭，便挑一擔柴火回家，對妻子說了神仙贈棋的事。妻子說：“你真傻，這些石頭說不定都是寶貝，可以賣許多錢。明天你也不用去砍柴。我們一起到山上去撿石頭。”自此陳長壽夫婦天天上山撿石頭。每天天色將暗，石頭差不多也將撿盡了，可是第二天又會生出許多的石頭。
陳長壽撿了石頭后挑到福州，果然賣了許多的錢。自此陳長壽發大財，出了名。以后這座山就用他的名字稱“壽山”。那些小石頭也稱為“壽山石”。
傳說四、蜂蜜化石
傳說清康熙時，壽山石農，犁田世世兼養蜂，采花釀蜜自何代，金漿玉髓相交融，深埋土內久成骨。亦如琥珀結自千年松，即是瑰麗的壽山石里由蜜蜂軀身和蜂蜜長年深埋地下而化成的。
傳說五、高僧求石
傳說六、乾隆一夢
相傳乾隆皇帝曾經做過一個夢，夢見自己受到玉皇大帝的召見，玉皇大帝賜給他一塊黃色的石頭，還賜給他“福壽田”三個大字。乾隆醒后覺得這是一個“瑞兆”，但是對夢境中的情況，又百思不得其解，第二天他召集大臣給自己“圓夢”。一位閩籍大臣聽后連忙脆倒稟告：玉皇大帝賜給皇上的一定是產于福州壽山的田黃石，因為這正合玉皇大帝賜書的“福壽田”三字。乾隆皇帝聽后極為高興，認為這確實是老天爺對自己的恩賜，從此，每年元旦祭天大禮中，都要在供案的中央供上一塊田黃以祈求上蒼賜于自己多福高壽、王土廣袤。
傳說七、田黃治病
相傳在元朝末年，天下大亂，衰鴻遍野，民不聊生，在安徽風陽有個窮小子朱元璋，為了躲避災荒逃到了福州壽山。他饑寒交迫，又偏偏碰到大雨，走投無路后躲進了一個壽山石農采掘壽山石的山洞。這場雨一連下了幾天，他也就在山洞里睡了幾天，幸好沒有餓死，否則就沒有后來的明太祖了。等到雨止天晴，朱元璋一骨碌爬了起來，這時奇跡發生了，他原先滿身的疥瘡，突然不治而愈。原來他睡在田黃石的石粉上面，是田黃石治好了他的病。到后來，他當了明朝的開國皇帝，還專門派太監來開采田黃石。
