構造
頭嵙山層上部地質成份是以礫岩為主，大多為厚層構造，並夾有砂岩其間呈互層，偶有粉砂岩、頁岩；下部則是以砂岩為主的成份，有砂岩會與粉砂岩、頁岩互層，偶有泥質砂岩。由於表層裸露的地層是頭嵙山層的上部構造，露出的礫石是其最大特徵，常在山路旁、河岸邊可見，例如國道一號行經大安溪可見火炎山，以及國道六號行經烏溪可見九九峰，兩者皆有大量崩落的礫石堆積而成的扇狀堆積地。歷史
1933年由地理學家林朝棨發現，並於《關於台灣產哺乳類化石的產出狀態》以頭嵙山命名“頭嵙山層群”。1935年，鳥居敬造在東勢郡探查地質，結果發表於《東勢地質圖幅及說明書》稱之“頭嵙山蠻岩”；同年，林朝棨在《台中豐原地方第三紀及第四紀地層之研究》稱之“頭嵙山統”。1948年，地理學家張麗旭於《台灣地層之檢討》首次出現“頭嵙山層”此名，並依上部與下部構造的差異，分別命名火炎山相、香山相，並於1955年發表《台灣之地層》為現今地質學術界所採用之文獻。1957年，林朝棨於《台灣地形》仍採用頭嵙山統稱之，上部、下部地層則是分別改稱火炎山層、通霄層。1975年，地理學家何春蓀在《台灣地質概論：台灣地質圖說明書》對各地層並無加以命名，則是分成上、中、下三部來區分各地層。分布地區
由北至南：林口台地
桃園台地
中壢台地
湖口台地
竹東丘陵
苗栗丘陵：火炎山具代表。
后里台地
大肚台地
豐原丘陵：頭嵙山具代表。
霧峰丘陵：九九峰具代表。
八卦台地
觸口台地：屬斗六丘陵之地形區。
恆春半島
