兴文石海地质公园为中低山窄谷岩溶地貌,山体坡度大多在60°以上。公园内展布一系列单面山、环状山,群峰耸立,河流深切,地形起伏较大,地势北低南高,海拔429~1795m。
公园大地构造位置处于杨子准地台的川南褶皱带东西向构造体系和南北向构造体系交汇处,地层以寒武系、奥陶系、二叠系等古生代海相碳酸盐沉积岩和志留系书页状泥灰岩为特征,发育以长宁倾伏背斜为主的北西构造体系,褶皱断裂发育。公园土壤类型主要为石灰土、黄壤和紫色土。兴文石海在地质构造上位于四川盆地与云贵高原的过渡地带,属于川南褶皱带东西向构造体系的川黔古坳陷范围
兴文石海溶洞的地势特点、水文特征、气候类型都为石海溶洞的形成提供了良好的条件。
整个兴文县地势呈现为北部丘陵槽坝区,中部低山中谷区,南部中山窄谷地貌。
水文特征:公园内主要有晏江河、顺河、木浪河、龙潭沟、博泸河,汇流成古宋河,从南向北在纳溪汇入长江。
气候类型:兴文石海常年受交替的大陆气团影响,属中亚热带湿润季风气候,气候温和,雨量充沛,无霜期长,四季分明,雨热同季,为地质公园内岩溶地貌的发育提供了良好的气候条件。