ภูเขาผาท่าพลเป็นเขาหินปูน อยู่ในมหายุคพาลีโอซีน (Palaeocene) และอยู่ในยุคย่อยคาร์บอนิฟอรัส (Caboniferus) มีอายุราว 360-286 ล้านปีมาแล้ว เป็นภูเขาที่ทอดตัวยาวตามแนวเหนือ-ใต้ ภูเขาหินปูนบริเวณนี้ ส่วนมากเกิดจากการทับถมของเปลือกหอย พลับพลึงทะเล หรือปะการัง มีการตกตะกอนทางเคมีอยู่น้อยมาก จากการศึกษาและจำแนกซากดึกดำบรรพ์ ทำให้ทราบว่าบริเวณนี้เคยเป็นทะเลมาก่อน