Die Hoch­flä­che ruht auf den Kalk- und Mer­gel­ab­la­ge­run­gen des Ter­tiär­mee­res das vor etwa 30 Mil­lio­nen Jah­ren das Main­zer Becken bedeck­te. Die­se wer­den über­la­gert durch die gelb­li­chen und fos­si­li­en­rei­chen Fluss­kie­se und San­de des Urrheins und den spä­ter ange­weh­ten Löß.
Die Nie­der­schlä­ge der Hoch­flä­che durch­si­ckern die obe­ren Sedi­men­te und bil­den cha­rak­te­ris­ti­sche Feucht­be­rei­che und Quell­ho­ri­zon­te in den mitt­le­ren Berei­chen der Hang­la­gen. Auch die für Rhein­hes­sen typi­schen Rut­schun­gen prä­gen das Pro­fil der Hän­ge, beson­ders den Abfall hin zur Rhein­ebe­ne. Der Kies­ab­bau birgt erheb­li­che Risi­ken für den Was­ser­haus­halt des gesam­ten Natur­rau­mes. Das tro­cken­war­me rhein­hes­si­sche Kli­ma ist gekenn­zeich­net durch gerin­gen Nie­der­schlag und lan­ge Sonnenscheindauer.