Il peperino è una roccia particolarmente compatta, formatasi in seguito ad un'eruzione vulcanica esplosiva in particolari condizioni. Questi depositi vulcanici, una volta eruttati, scorrono all'interno di strette valli, situate in prossimità del cratere del vulcano. Le valli sono colme di argille, le quali trattengono il calore dei depositi vulcanici e li cuociono come in un forno, mentre il peso stesso dei depositi vulcanici li comprime fortemente, originando il peperino. Queste caratteristiche rendono il peperino un'ottima pietra da costruzione e paesi come quello di Vitorchiano lo hanno estesamente impiegato per realizzare le proprie abitazioni.
Situato a 285 m di quota ai piedi del Monte Cimino , il paese è esso stesso adagiato su enormi massi di peperino a forma di cono, con pendii abbastanza ripidi a strapiombo sui fossi Vezza e rio Acqua Fredda.
