地質(zhì)公園由前寒武紀(jì)和古生代變質(zhì)巖、侏羅紀(jì)和白堊紀(jì)花崗巖、白堊紀(jì)火山巖、第四紀(jì)玄武巖以及包括冰期土層在內(nèi)的各類土壤組成。該地區(qū)包括古生代中朝克拉通和揚(yáng)子克拉通碰撞形成的一個主要構(gòu)造省份，稱為“臨津江帶”，人們認(rèn)為其是中國東部秦嶺—大別—蘇魯帶的橫向延伸，是東亞的主要構(gòu)造特征之一。第四紀(jì)漢灘江晚期火山區(qū)形成于裂隙式噴發(fā)導(dǎo)致板內(nèi)火山活動的過程中。玄武巖熔巖貫穿古河道110多公里，形成火山巖。之后，隨著漢灘江的復(fù)興，在平頂火山地貌上開始發(fā)育河道。這條河地處獨(dú)特火山地形區(qū)，這是由持續(xù)不斷的河流侵蝕在平坦的高原上剖開深邃的峽谷所造成的。在許多地質(zhì)遺跡均可清楚看到這種地形。由玄武巖組成的柱狀節(jié)理形成陡峭的懸崖，而由花崗巖和變質(zhì)巖形成的區(qū)域則呈現(xiàn)出典型的V形山谷。另一顯著特征是花崗巖和玄武巖之間存在明顯的巖性控制的河流侵蝕。通過與其他火山類世界遺產(chǎn)地和世界地質(zhì)公園的比較，該地質(zhì)公園的火山地貌具有“河流系火山地貌”的特征，具有很高的代表性和稀有性。
