용암은 뜨거운 상태에서 흐르다가 지면에 닿으면 냉각되면서 굳어집니다. 이때 냉각되는 속도가 빠를수록 용암안의 미네랄 결정체가 작아져서 매끄러운 표면을 형성하게 됩니다. 그러나 느리게 냉각되는 경우에는 미네랄 결정체가 크게 형성되어 거친 표면을 만드는데, 이것이 바로 주상절리입니다. 주상절리가 발생하는 이유는 용암이 냉각되면서 고체가 되면서 내부적인 스트레스가 발생하고, 이것이 미네랄 결정체의 크기와 형태에 영향을 주기 때문입니다.
주상절리가 만들어지는 원리는 간단하게 설명하면 뜨거운 용암이 식으면서 굳어질 때 수축돼 용암 용적이 줄어들기 때문입니다. 형성 시기는 용암이 완전히 식기 전입니다. 대체로 1150℃의 온도를 갖는 현무암질 용암은 약 900℃정도로 식었을 때 이러한 주상절리가 만들어진다고 합니다