地质公园由前寒武纪和古生代变质岩、侏罗纪和白垩纪花岗岩、白垩纪火山岩、第四纪玄武岩以及包括冰期土层在内的各类土壤组成。该地区包括古生代中朝克拉通和扬子克拉通碰撞形成的一个主要构造省份，称为“临津江带”，人们认为其是中国东部秦岭—大别—苏鲁带的横向延伸，是东亚的主要构造特征之一。第四纪汉滩江晚期火山区形成于裂隙式喷发导致板内火山活动的过程中。玄武岩熔岩贯穿古河道110多公里，形成火山岩。之后，随着汉滩江的复兴，在平顶火山地貌上开始发育河道。这条河地处独特火山地形区，这是由持续不断的河流侵蚀在平坦的高原上剖开深邃的峡谷所造成的。在许多地质遗迹均可清楚看到这种地形。由玄武岩组成的柱状节理形成陡峭的悬崖，而由花岗岩和变质岩形成的区域则呈现出典型的V形山谷。另一显著特征是花岗岩和玄武岩之间存在明显的岩性控制的河流侵蚀。通过与其他火山类世界遗产地和世界地质公园的比较，该地质公园的火山地貌具有“河流系火山地貌”的特征，具有很高的代表性和稀有性。
