O Parque Nacional de Ubajara, geologicamente é composto pelo Grupo Ubajara, Domínio Coreaú e Formação Serra Grande.
A área de influência do Parque Nacional de Ubajara é composta por duas categorias de terrenos geológicos, cujas propostas estratigráficas encontram-se revisadas no trabalho de Torquato (1995).
No sopé e encosta do Planalto da Ibiapaba afloram rochas que se enquadram na Província Borborema que abrange a porção oriental do nordeste brasileiro, mais especificamente no Domínio Médio Coreaú.
Sua evolução remonta a um período que se estende desde o Proterozóico Superior até meados do Paleozóico, entre aproximadamente 800 e 370 milhões de anos atrás, em volvendo os estágios de consolidação e estabilização da Plataforma Sul-Americana (Almeida et al., 1977).
Na cornija e reverso do planalto afloram as rochas da Formação Serra Grande as quais compõem a base da Bacia do Maranhão-Piauí, tendo sido depositadas no Siluro-Devoniano, entre 430 e 370 milhões de anos passados.
O Grupo Ubajara, o qual depositou-se no Proterozóico Superior, tem idades radiométricas em torno de 600 milhões de anos. É composto das seguintes unidades sedimentares, da base para o topo: Formação Trapiá; Formação Caiçara; Formação Frecheirinha; Formação Coreaú
A estruturação do Domínio Médio Coreaú é caracterizada por grandes falhamentos de direção NE-SW, os quais delimitam uma sucessão de blocos crustais abatidos e soerguidos, as bacias e altos interbacinais, respectivamente. Os sedimentos do Grupo Ubajara depositaram-se em uma destas bacias, a qual foi deformada por esforços compressivos de direção geral NW-SE, gerando dobramentos e falhas de empurrão com direções preferenciais paralelas ao eixo NE-SW da bacia. Concomitantemente, os sedimentos sofreram metamorfismo de baixo grau. O Parque Nacional de Ubajara situa-se em vale escavado na continuação do eixo de um grande dobramento anticlinal.
Já a Formação Serra Grande é constituída, da base para o topo, pelas seguintes unidades:
Sua deposição se deu em ambiente marinho raso, muito provavelmente situado em zona periglacial (Caputo & Lima, 1984). As camadas apresentam-se pouco deformadas, apenas basculadas para W, com caimentos da ordem de poucos graus.
