L’érosion agit différemment selon la nature des roches. Dans des matériaux de résistance contrastée, l’activité des agents d’érosion devient sélective, déblayant plus aisément les roches meubles et laissant en saillie les roches résistantes. C’est l’érosion différentielle.

Dans les terrains sédimentaires où alternent couches dures (calcaires, grès) et couches tendres (marnes ou argiles), les cours d’eau dégagent des corniches de roches résistantes sur les flancs des vallées.
En avant de coteaux en structure horizontale, de cuestas en structure inclinée, l’érosion isole des buttes témoins couronnées de roches dures.
Lorsque les sédiments ont été plissés, puis nivelés, et enfin soulevés par les mouvements de l’écorce terrestre, l’érosion différentielle reprend son œuvre. Elle excave les roches tendres en sillons parallèles, les roches dures formant des crêtes intermédiaires d’altitude à peu près égale. Ce type de relief est qualifié d’appalachien.

L’érosion différentielle peut aussi se manifester entre roches cristallines. Les matériaux massifs, peu fissurés, créent des reliefs énergiques, comme les inselbergs des déserts ou les pains de sucre des forêts tropicales, dominant des roches plus altérables.

La résistance des roches varie selon les climats, qui déterminent les agents d’érosion. Ainsi, un granite n’a pas le même comportement à différentes latitudes. Roche dure en milieu froid, tempéré ou aride, il apparaît très vulnérable à l’altération chimique en région tropicale humide, où il peut être modelé en creux.