Das Relief des Pfälzerwaldes entstand, nachdem der Oberrheingraben vor cirka 50 Millionen Jahren einbrach und die Grabenflanken herausgehoben wurden. Dabei fanden entgegengesetzte Bewegungen mit vier Kilometer Höhenunterschied statt. Etwa drei Kilometer entfielen auf die Grabensenkung und ein Kilometer auf das Aufsteigen des Haardtrandes.
Da sich Emporsteigen und Verwitterungsabtrag in etwa immer die Waage hielten, erreichten die Berggipfel des Pfälzerwaldes jedoch nie Höhen von 1000 Meter.
Inzwischen ist der Gebirgsrand bis auf die 230 bis 220 Millionen Jahre alte Buntsandsteinschichten abgetragen. Ablagerungen aus der Dogger-, Lias-, Keupen- und Muschelkalkzeit (Zeitraum vor 160 bis 220 Millionen Jahren) kommen nur noch an vereinzelten Stellen des Grabenrandes oder erst in größeren Tiefen im Graben selbst vor. In der Südpfalz bei Albersweiler, wo eine größere Heraushebung des Grabenrandes und damit auch ein stärkerer Verwitterungsabtrag stattfand, ist bereits das kristalline Grundgebirge freigelegt.
Fast immer ging die Verwitterung (Gesteinsauflösung) und Erosion (Gesteinsabtrag) von Schwächezonen im Gestein aus. An Kluftspalten und Störungen konnten Sonne, Wind, Wasser und Frost ungehindert angreifen und die Ablagerungen allmählich auflösen.  Das sich auf Klüften und Störungen ansammelnde Wasser bildet schließlich kleinere und größere Bachläufe, die sich ihrerseits, dem natürlichen Fließgefälle zum Oberrheingraben folgend, immer tiefer ins Gestein einschnitten. Durch die gleichzeitige, aber sehr langsame Heraushebung des Grabenrandes bildeten sich so allmählich enge und steile Talformen entlang der Haardt. So sind die meisten Täler, wie z.B. das Wieslautertal und das Queichtal entstanden.