En termes de géologie, la chaîne de montagnes Phu Phan fait partie du groupe de Khorat, composé de grès, de schiste argileux et de conglomérat du Mésozoïque. Sa géomorphologie distinctive est celle d'une « mesa », caractérisée par des sommets plats et des falaises abruptes. Ceci a été formé par des millions d'années de soulèvement et d'érosion, entraînant la formation d'une arche rocheuse en forme de dôme inversé connue sous le nom de « dôme de Phu Phan », qui est un important réservoir de ressources naturelles.