根据嵩山世界地质公园内“五代同堂”的地层层序和构造运动遗迹的基本特征，按照地质科学的原理，科研追溯出嵩山形成的过程和发展、演化的景象，地球发展的早期阶段，表面被水包裹着。

嵩山在距今约30亿年的时候，已经有了小块的陆核存在，具体位置可能在嵩山以西不远处。而这时嵩山地区应该是一片汪洋。

大约在距今27亿年时，由于地壳拉伸，在那时陆核东部边缘的海洋中产生了一个南北向裂谷。裂谷中发生了多次的火山喷发，初期是基性岩浆的海底火山溢流，中期喷发活动逐渐向酸性转化，后期火山基本停止，裂谷中的沉积物以海相运动分为三幕，第一幕洋陆碰撞作用，洋壳自东向西俯冲，陆壳自西向东推覆，使上述陆缘裂谷闭合。伴随俯冲，大规模花岗岩岩浆上侵。已经成岩的登封岩群发生了强烈的韧性剪切变形，局部发生了固态塑性流变变形和角闪岩相变质。这次碰撞，使嵩山地区地壳进一步加厚并快速隆升。进入古元古代嵩阳运动开始第二幕，陆壳的推覆强度已经减弱。这期间约在距今23—21亿年间，曾发生过一次较强的推覆作用和热液活动，有大量伟晶岩脉侵入。第三幕主要表现在辉绿岩石墙群和钾长花岗岩的上侵。嵩阳运动使嵩山古老的基底花岗岩—绿岩体完全固结，陆核也得到了大范围的增生。嵩阳运动使嵩山及其周边地区第一次成为陆地并遭受了较长时期的风化剥蚀。

大约在距今21—18亿年时，原来已经闭合的裂谷，再次开裂。形成了一个新的海槽。嵩山地区第二次成为海洋。在这个海槽里，沉积了从陆地上搬运来的大量物质，这些沉积岩就是嵩山群。