公园内地质资源丰富多彩，三十亿年的沧海桑田，形成了太古界、元古界、古生界和新生界地层，尤其是2.05亿年来的燕山运动和喜马拉雅运动，造就了京娘湖、古武当山、七步沟、武华山的石英砂岩峡谷峰林景观；第四纪以来玄武岩浆在柏草坪景区多期溢流，留下了奇特的岩流景观、溢流口景观以及对围岩烘烤景观；岳庄寒武系地层中曾找到多种属的三叶虫、蜿足类、牙形石，尖山奥陶纪峰峰组灰岩中含的三叶虫、角石、蜿足类、螺等化石，记录了5.43～4.38亿年前的古地理环境；莲花洞中还有多姿多彩的岩溶景观。