Le parc est situé sur l’axe de Frontenac, une extension méridionale du bouclier précambrien qui divise en deux les basses terres du Saint-Laurent. Cette division a entraîné la formation des Mille Îles et des monts Adirondacks de l’État de New York. Les géologues s’intéressent depuis longue date à l’axe de Frontenac, où la roche représente deux grandes ères géologiques, très éloignées l’une de l’autre dans le temps.

D’après les géologues, la zone était jadis la limite entre deux anciennes étendues d’eau – le lac Iroquois au sud-ouest et la mer Champlain à l’est. À l’occasion de randonnées en groupe, les animateurs du parc indiqueront les granites intrusifs, gneiss métamorphiques et autres exemples de roches anciennes qui datent de l’ère paléozoïque. Ils expliqueront comment ces couches ont été torsadées, repliées et déformées par la chaleur intense et la pression terrestre.

Dans le parc, on trouve aussi des forêts de basses terres, des crêtes peuplées de pruche, des terres humides à végétation abondante et le rivage pittoresque et rocheux du lac Charleston. Zoologues et biologistes ont recensé bien des espèces végétales et animales dans cette région, qui poussent ici bien au-delà des limites nord et sud de leur aire de répartition.