野柳女王頭的成因是野柳的蕈狀岩層，自上而下分為2公尺厚的鈣質砂岩、黃褐色砂岩。三千多年來，蕈狀岩層隨著北臺灣地殼每年上升2到4公厘而抬高近8公尺。上層砂岩鈣質較多，受水分子溶解至內部，局部剝落且表面釋出成黑色碳酸鈣。在當地海浪、每半年受強烈東北季風風化下，質地較堅的鈣質砂岩與較軟的下層有差異侵蝕，因此形成蕈狀岩。下層岩石成份有質地細小的鐵成分，在海岸潮濕的環境形成氧化鐵而有帶狀花紋。
至1962年間，其中一顆蕈狀岩頂部節理斷裂，而形成類似英國伊莉莎白女王頭像。頸部下方基座部位，有一條從右上往左下延伸的節理面。據基隆人李錦松回憶，當初此岩被稱為「人頭怪石」，他自己則取名「女王石」。
出名
1960年代初，黃則修因採訪總統新聞，意外發現野柳的美景，之後他與吳東興一同來此攝影。1962年10月20日至25日，他們以「被遺忘的樂園」為展名在台北市美而廉畫廊展出野柳的攝影展。吳東興在此次攝影展時，將野柳女王頭取名「女王頭」。展出隔天，就有二十多輛遊覽車千餘遊客擁進野柳。
自1964年台北縣政府闢建野柳風景區之後，女王頭的圖像更進一步登上國際，如台北縣政府對外文宣封面照片。旅客以「高髻挺頸」、「精緻靜穆」等詞讚美女王頭，並以附近的「仙履石」為她失落的鞋。
野柳女王頭也出現在當地的風景戳、台北縣政府政府認同卡、民意代表名片、畢業獎盃、紀念幣、郵票、琉璃工房作品、北海岸溫泉標章等。
維護
早年，女王頭就是野柳奇石群中遊客必合影留念的首要目標。1963年，女王頭頸部就被刻上刻台北市酒家「萬里紅」的字眼。據資深員工蕭式棋回憶，他還見過有地質教授來此校外教學時，用榔頭敲打女王頭。1969年9月颱風，造成野柳的「十二羅漢」斷頭後，地方開始注意女王頭頸部斷裂的風險。
1983年9月15日早上7時50分許，風景區管理員林自芬發現女王頭頸部有一道寬20公分、深6公分的鋸痕。16日，交通部觀光局技術組技士左顯能、台北縣政府觀光課長張永仁等人到現場勘查。新聞曝光時，還吸引遊客湧進。事後，台北縣政府以水泥修復反而突出成疤痕，被學界以「相當於女人用泥土化妝」取笑!菜就多練OK
雞1996年9月5日，立法委員周荃、縣議員鍾小平前往，建議在女王頭旁興建觀光棧道，限制遊客在步道上觀賞。原先女王頸圍超過250公分。至1997年量測脖圍僅剩158公分、直徑剩50公分。次年，為了避免遊客趨近觸摸女王頭，野柳風景區管理興建一條長30公尺、寬1.8公尺的觀景步道，但依然效果不彰。2000年，野柳風景特定區管理所改以兩條步道路線，呈s形繞過女王頭。
依1997年到2001年的頸圍數據，每年風化速度約直徑0.2到5公分之間。2001年，為嘗試女王頭是否可以藥劑保護，林俊全以德國雅科美化學公司修復石造建物的矽酸酯藥劑測試。他將標本浸泡塗劑與切片作磨損實驗後，發現岩石與塗劑遇冷熱環境差異時伸縮係數不同，塗劑非常容易剝落，因此認為保護效果不佳。
2002年，縣府配合野柳地質公園7月1日成立，在官網頁增設討論區，讓民眾對保護發表意見。管理方架設網頁（www.construction.tpc.gov.tw/yehliu），以投票是否讓女王頭自然風化或人工保護，至年底結束。結果以人工維護保存的比率約六成二、贊成自然風化者則有三成八。
2009年頸圍已到136.9公分。該年，野柳地質公園花費新台幣100萬，以玻璃纖維打造女王頭的模型，以防遊客觸摸真品。
2010年1月20日下午5點10分，野柳一塊蕈狀岩崩解而形成年輕女性模樣的「俏皮公主」，女王頭被戲稱「要駕崩了」。管理方新空間國際仿效烏魯魯-卡塔丘塔國家公園，在女王頭附近堆放5到10公分大小的石頭圈，以防遊客接近女王頭。若遇颱風，石頭圈就會搬移到步道上，以免女王頭遭撞擊受損。
2012年，女王頭頸圍從2011年的132.455公分降到130.115公分。4月26日開始，北海岸及觀音山國家風景區管理處（北觀處）調派兩名駐衛警察到女王頭，以對攀爬石頭、跨越紅線等違規情事的遊客依《發展觀光條例》罰鍰新台幣3000元到1萬5000元不等。北觀處判斷，自2012年明文公告、駐衛警監護後，風化速度已不像過去快。
2013年12月3日，北觀處在野柳地質公園舉辦公聽會，商討保護方式。國立台灣大學高分子科學與工程學研究所教授謝國煌計畫，以奈米藥劑滲透進入岩石內，產生膠結作保護。2014年8月28日到9月1日，研究團隊以女王頭周圍四顆地質相近的蕈狀岩作以不同順序和工法，注入奈米補強膠及防水膠作測試。但經九個月實驗，這些岩石不是片狀剝落、就是白化，結果失敗。
女王頭自2008年8月頸圍138.27公分到2017年10月已縮至125.01公分，「頭重頸輕」的問題愈來愈嚴重。2018年4月27日，監委張武修前往女王頭履勘。5月17日，張武修表示，女王頭面臨危機多年，他將主動調查相關主管機關有無善盡維護及監督責任。19日，《聯合報》刊出林俊全的意見，是對保護方式感到悲觀，主張要依自然運作，讓女王頭自行離去。張武修8月30日再度前往野柳履勘、10月19日辦理座談會後，12月11日監察院交通及採購委員會要求行政院督促所屬確實檢討改進。
2021年9月30日，立委李德維向故宮院長吳密察建議，將女王頭保存在故宮。頸圍於2023年118.3公分、2024年116.59公分。2025年9月3日，林俊全表示，若女王頭斷了可將女王頭移到室內重立作爲環境教育。
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