西大明山位于
大新县、
隆安县和
崇左市、
扶绥县四县之间的区域，山脉全长约54公里，宽度约为25公里，海拔范围在800-1000米之间，其中最高点海拔达到1017米。山脉坡度通常超过30度，呈现北北东-南南西方向延伸的特点。
西大明山的
地层主要由寒武系
变质岩、
泥盆纪砾岩以及砂
页岩等岩石类型组成。这些地层下方存在着
花岗石的侵入，形成了穹窿
背斜构造。作为一块古老的中山地形，西大明山经历了多次地质运动，尤其是喜山运动之后，山势显著上升，至今仍保留了大约1000米高的古剥蚀面。这一剥蚀面与
武鸣区、
上林县地区的大明山上的古剥蚀面形成时间大致相同。在新构造运动的不同阶段中，西大明山形成了多个不同高度的坡折面和山前丘陵的剥蚀面。从海拔600米开始，就出现了剥蚀面。西大明山周边的低山海拔一般在500-600米之间，与周围的
喀斯特峰林处于同一水平线，这是
燕山运动后期形成的古剥蚀面，属于
白垩纪晚期至第三纪时期的产物。山地中发展出了接触溶蚀
谷地，这些谷地宽阔且平坦，拥有丰富的水资源，构成了农业生产的重要基础。
西大明山的余脉包括众多山峰，如
凤凰县山，位于县城北56公里处，是一座土石山，海拔283米，因其形状酷似凤凰而得名。此外还有蕾杰岭、三哈秀山以及其他山峰，如
泸州笔架山、独秀山、三宝岭、赵威岭、六合山、岜安马、弄雾山、岜口府、岜麻疯、公鸡山、蕾米囊、岜甲午、人山、弄斗山、守旗山、岜泥、咘诺山、逢楼山、文笔山、人熊山、斑鱼山、
鸡笼山、铜鼓山、
蜘蛛岭等，它们各自有着独特的形态特征和命名来源。
西大明山自然保护区成立于1982年，经过
广西壮族自治区政府的批准，在国营凤凰山林场的基础上建立了保护区管理站，并由凤凰山林场负责管理。该保护区的主要保护目标是水源涵养林以及区内珍贵的植物物种
金花茶和珍稀动物
冠斑犀鸟。