서귀포시의 남서 해변에는 높이 약 50m인 절벽이 있으며 절벽에는 두께 약 40m인 퇴적암층이 노출되어 있고 거친 면이 현무암으로 덮여 있다. 이 해안 절벽에 노출된 퇴적층은 1930년 하라구치(原口九萬)에 의하여 서귀포층으로 명명되었다. 서귀포층은 주로 회색 내지 회갈색을 띤 역질사암, 사암, 이암, 셰일로 되어 있으며 곳곳에 화석을 포함하나 특히 현저한 3매의 패류화석대가 협재되어 있다. 이 화석대에서는 조개화석을 주로 한 동물화석이 많이 산출된다.

이곳 절벽과 낙석 중에서 조개를 주로한 120여종의 바다화석이 들어 있다. 두께 약40m인 이 절벽의 지층(서귀포층)은 200∼300만년전 (제3기말)에 화석생물과 함께 쌓여 이루어졌는데, 그 후에 100여m 솟아오르며 물결로 깎여서 절벽으로 변하였다. 120여종의 화석생물 중 약 50%의 후손은 대부분 먼 남쪽바다 에서 살고있다. 이는 서귀포층이 쌓일 때의 바다가 지금보다 따뜻했음을 말해준다.

이 절벽 아래에는 파도의 영향으로 長徑(장경) 2.5m 미만의 암괴가 낙하하여 해안을 덮었는데 이들 암괴에서 패류화석이 많이 관찰되며 화석의 채취도 용이하다. 여기서 관찰되는 패류화석은 대체로 현생종이지만 그 대부분은 제주도 근해에서 발견되지 않고 더 따뜻한 남쪽 바다에서 발견된다.

서귀포층에서 발견된 화석으로는 부족류 31속 41종, 복족류 13속 14종, 굴족류 1속 4종, 완족류 6속 14종, 극피동물 數種, 산호화석, 고래와 물고기 뼈, 상어이빨 등 흔적화석이 있으며, 미화석으로는 유공충 49속 91종 등이 있다.

이들 화석으로 지질시대는 신생대 제3기 말엽인 플아리오세로 추정되었는데 이들 중에서 가장 대표적인 것은 유공충 화석이며 Turborofalia humerosa, T. crassaformis, T. acostaensis,Pulleniatina obliquiloculina, Orbulina universa, Globigerinoides ruber ruber의 6종이다.

완족류로서는 6속 14종(김봉균. 1984)이 보고 되었는데, 속명을 들면 Hemithyris, Terebratalia, Coptothyris, Laqueus, Pictothyris, Kikaithyris이다. 부족류로는 조가비가 커서 주목되는 것으로 Patinopecten이 있고, 작지만 다수 발견되는 조가비로서는 Glycimeris가 있다. 이밖에 중요한 부족류 속으로는 Pecten, Venericardia, Dosinia, Venus, Paphia, Corbula가 있고 복족류로는 Turritella, Siphonalia, Chrysodomus, Lepidthyra가 보고되어 있다. 흔적화석으로는 새우의 구멍으로 생각되는 Thalassinoides 속의 2종이 보고되었으며(김정률, 1991) 상당히 多産한다.

유공충 화석에 의하면 서귀포층의 퇴적 환경은 해양성의 따뜻한 바다였으며 한류의 영향을 거의 받지 않은 해역이었고 비교적 해류가 강한 공해였음이 분명하다. 지표에 노출되어 있는 서귀포층은 서귀포에 한정되며 서귀포층은 완만하게 북쪽으로 경사하여 해면 아래로 침강해 버린다. 천연기념물 제195호로 지정 보호되고 있다.