南雄境内到处可见的红砂岭，地质学上称之为“红层”。南雄红层西起始兴县的鸡笼圩，东与信丰盆地相连，纵长约80公里，面积约1800平方公里，浈水纵贯盆地中心由东向西流过。
红层形成的一个重要条件是要有高度的氧化环境。即地层沉积期气候极其炎热、干燥，地表的铁被氧化成氧化铁，故呈红色。世界上发现了不少红层，但含有化石的地层不多，被称为哑层，意思是指没有化石证据的地层。而南雄红层却得天独厚，含有丰富的脊椎动物、无脊椎动物和植物化石。早在上个世纪末，德国、日本等国的科学家就到过南雄调查过。1928年我国地质学家冯景兰等人在南雄一带进行了较详细的地质调查，“南雄红层”的命名就是冯景兰先生所定。
南雄红层初步划分为中生界白垩系和新生界老第三系。在晚白垩纪地层中发现了恐龙化石，在新生界老第三系中发现了古新世哺乳类动物群化石。到目前为止，在南雄红层中发现的古生物化石种类已超过60属110种(包括瓣鳃类、腹足类、介形虫、轮藻等及脊椎动物恐龙、龟鳖类和阶齿兽等哺乳类化石)。南雄红层的恐龙蛋也异常丰富，多年来发现了很多成窝的恐龙蛋化石和大量的碎蛋壳。1983年9月，中国科学院与西德古生物专家代表团来南雄作野外考察，在大塘发现了恐龙脚印化石。中生代白垩纪晚期岩层中发现恐龙脚印化石，在我国和世界上都是少见的。南雄红层是我国富有特色的地层沉积类型之一。它具有地质、古生物、工农业等多方面的科研价值。红层中蕴藏的古生物化石，对研究动物的起源、进化和盛衰兴亡具有极大的科研价值，同时对地球物理和地质学也是有重要的科研价值。南雄红砂土壤富含磷钾，结构疏松，排水性好，适宜种植黄烟，南雄黄烟历来以优质高产享誉国内外。
1976年11月，中国科学院曾在南雄召开了“华南红层”会议。近几年来，中国科学院及澳大利亚、意大利、法国、美国、西德的科学家前来南雄实地考察研究。南雄县人民政府重视南雄红层的保护工作，1982年发布通告，将多处红层地域划为南雄县红层保护区，建立保护标志，使之作为标准地层长期保护下来，供科学考察研究之用。