Em termos de geologia, a cordilheira de Phu Phan faz parte do Grupo Khorat, composto por arenito, xisto e conglomerado mesozoicos. A sua geomorfologia distintiva é a de uma "mesa", caracterizada por topos planos e falésias íngremes. Isto foi formado por milhões de anos de elevação e erosão, resultando na formação de um arco rochoso em forma de cúpula invertida conhecido como "Domo de Phu Phan", que é um importante reservatório de recursos naturais.