德天瀑布所在地地层主要为中泥盆统白云质灰岩，为典型的岩溶瀑布。其上游是流经越南境内的归春河，此段河道为分汊型河道，河床宽浅，多江心洲、心滩。在接近德天瀑布时，瀑布下游河床与瀑布顶端河床的高差约6米，河水为寻求到达下游水面的最短路径，致使归春河的水流在瀑布上部河床中白云岩石芽中夺路而行，形成了诸如浦汤岛等石芽岛屿。这些河中岛屿将河水分割成多股水流，从不同的部位流到瀑布陡崖边，致使瀑布瀑水呈多束状。
岩石性质
德天瀑布的跌水陡崖处地层为中泥盆统东岗岭组白云质灰岩，而瀑布的跌水底部为下泥盆统灰绿、黄绿、黄褐色等色的粉砂岩、泥质粉砂岩、页岩等碎屑岩地层。粉砂岩、泥质粉砂岩、页岩等碎屑岩抗侵蚀能力差，易被水流冲刷侵蚀，而白云岩抗水流冲刷侵蚀能力很强，并且由厚层状白云岩组成的边坡稳定，虽然白云岩可被水溶蚀，但其溶蚀速度较慢，远不如水流的冲刷侵蚀破坏性大，并且白云岩的本身的可溶性也不是很强。
此外，白云岩抗蚀性大于砂页岩，而瀑布水流侵蚀陡崖基部，将陡崖底部掏空而导致陡崖失稳崩塌，因此在水流最为集中即侵蚀力最强的部位（多半为瀑布中部）陡崖后退较多，德天瀑布亦是如此，如第四级瀑水陡崖中部形成围椅状，第一级瀑布亦同。
岩层特征
该处位于四城岭背斜西翼，归春河受北西－南东方向构造所控制，北东－南西方向的断层在附近也有所活动，在这些断层活动影响下，产状平缓（5°～8°）的厚层白云岩节理裂隙发育，水流利用节理裂隙作为自己运移的通道，并扩大这些裂隙面，从而使岩层沿裂隙面形成陡崖。此外，由于岩层中有的层面裂隙比较发育，造成上部岩体易于受到破坏，这样就形成多级陡崖和多级瀑水面。
德天瀑布处，白云岩位于抗侵蚀能力差的粉砂岩之上部和首先过水的上游，同时岩层产状平缓，使得水流可较平稳的分配在跌水陡崖面上，极易形成瀑水面比较宽阔的瀑布。
构造特点
归春河河谷天然坡降较大，自德天瀑布上游浦汤岛至捻底电站流程18.93公里，水位落差190米，水力坡降达1%，并在河谷中多处形成小跌水，河水流速快，对河底的冲刷侵蚀作用极强，有利于瀑布的形成。德天瀑布陡崖最初是河流上的一处裂点，因为岩性的差异而逐渐发展成壮观的大瀑布。
水流量
归春河流量较大，多年平均流量约50立方米/秒，对河床的冲刷侵蚀作用较强，对瀑布的形成有利。
