Os penhascos se formam por meio da atividade tectônica, movimento da água, intemperismo, erosão e atividade glaciar. Terremotos e deslizamentos de terra também formam penhascos. As falésias tendem a se formar nas costas, em áreas montanhosas, ao longo de rios ou como paredes de desfiladeiros.
A pressão aumenta quando as placas tectônicas abaixo da superfície da Terra se esfregam. Eventualmente, essa pressão empurra uma ou ambas as placas para cima, causando terremotos e deslizamentos de terra que gradualmente formam penhascos e montanhas. O penhasco mais alto conhecido, o Flanco Rupal no Himalaia, formado devido à pressão tectônica.
Vento, chuva e ondas também formam penhascos. A erosão se desgasta e desagrega as rochas e montanhas existentes. A rocha deixada para trás é mais forte do que a maioria das rochas e normalmente vertical. A atividade das ondas de rios e oceanos forma penhascos, cortando rochas continuamente ao longo de milhões de anos. O rio Colorado formou o Grand Canyon dessa forma, e os Grandes Lagos também formaram muitos penhascos.
Durante as eras glaciais, as geleiras formam penhascos ao se chocar contra as rochas à medida que se deslocam pela superfície do planeta. As geleiras formaram os penhascos de Fones milhões de anos atrás, quando a área do pescoço do norte da Virgínia foi submersa. Devido ao tamanho das geleiras, os penhascos que elas criam são geralmente maiores do que aqueles formados por erosão ou intemperismo.
