地质公园地处我国地理南北方气候分界的重要区域，拥有独具特色的岩溶地貌景观。包括峡谷、溶洞、绝壁、孤峰、峰丛、溶蚀洼地、岩溶竖井、石芽坪、漏斗群等众多岩溶地貌景观，美学价值高。其中不少是岩溶地貌景观的精华，具有重要的遗迹保护、旅游开发、科学研究及科普价值。

八台山呈阶梯状溶蚀（侵蚀）台地地貌景观，是本地区新构造运动的典型地质记录，对剖析大巴山地区与长江三峡段北岸的新构造运动历史具有重要科学价值。伴随新构造运动的多次间歇性强烈抬升，造就了八台山呈阶梯状溶蚀（侵蚀）台地地貌。在“棋盘山”观景台，就能清晰观察到四级剥蚀面。它们分别由四层高度处于同一平面位置的所有山峰顶面构成。在同一地点、近距离观赏新构造运动的多次抬升作用的杰作。地质公园内的成层分布的溶洞，如盘龙洞、吊洞等亦是新构造运动的多次阶段性抬升与岩溶作用的杰作。

伴随新构造运动的地壳阶段性抬升，不但形成了阶梯状溶蚀（侵蚀）台地地貌，还形成了成层分布的溶洞和深切峡谷地貌。是大巴山形成演化、特别是该区新构造活动历史研究的重要组成部分，具有较高的科研、科普和生态价值。

地质公园内，古生代至中生代地层出露较为齐全，化石丰富、沉积类型多样，南与普光气田相邻，是进行地层与沉积学、石油地质学研究的理想场所。

此外，地质公园内古生物化石亦十分丰富，记载着沧海桑田的地质变迁，不但是研究生物演化的场所，也是普光气田开发研究的天然标本馆。

公园植被类型以亚热带偏湿性常绿阔叶林为主，森林覆被率80%。截止2014年，有红豆杉、巴山榧、银杏、岩柏、鹅掌楸、槭树等38种珍稀濒危植物，有杜仲、天麻、黄柏、首乌、党参等百余种名贵中药材。

截止2014年，该公园野生动植物繁多，现已查明有园内有大鲵、牛羚、獐、鹿、黑鹳、白鹳、苏门羚、岩羊等珍禽异兽336多种。

八台山园区

八台山园区位于万源市东部，面积110平方千米。园区地质景观有：飞龙峡谷、八台山复式背斜、八台绝壁崖、千仞峰与断肠谷、独秀峰、棋盘山峰丛、南天龟、石芽坪、洞子沟天漏斗群、一碗水、两扇门、红军洞、吊洞、海马下山、嗅泉、雌雄蝙蝠岩、龙潭瀑布、阴阳泉等，堪称“构造—岩溶奇观”。

百里峡园区

百里峡园区位于宣汉县北部，面积108.5平方千米。园区地质景观有：雄狮洞、仙女岩复杂箱状背斜、土家古栈道、土家悬棺、关门石复式背斜、盘龙洞等，堪称“褶皱的天然博物馆”。

八台山

八台山海拔2273米，是大巴山第二高峰。

棋盘山

从棋盘山山顶鸟瞰，有40余座孤峰，状若棋子；峰峰之间，沟谷相连，共同展布在长3600米，宽1800米范围内，恰似一块硕大棋盘，镶嵌山间，故名“棋盘山”。

盘龙洞

该溶洞分上、中、下三层，中层主洞约2万千米2，石笋、石柱、石钟乳等钙化类型多样，规模宏大，记录着地质公园气候、环境演化的历史。

吊洞

该溶洞洞口悬嵌于陡壁上，呈椭圆形。有3个大小不等洞穴沿石灰岩层面发育，并由上到下次第排列，其内部相通，似一根绳索自高向低串吊在一起，故名“吊洞”。最高一层溶洞口距河床高差约20米，代表了溶洞形成后相对河面抬升的高度。

八台山绝壁崖

八台山绝壁崖位于八台山主峰，海拔2273米。顶峰出露三叠系嘉陵组生物灰岩、角砾灰岩及白云岩，岩层产状陡倾。绝壁崖的规模巨大，崖高约300米，顶部有一宽约4米，长约50米平台，是游人观看八台山日出、佛光、云海、雪景和铸剑峰、南天龟的最佳位置。

独秀峰

独秀峰位于八台山镜内，海拔1930米。独秀峰地层倾角约10°，基座长30米，宽95米，高25米，其景亦奇亦幽，由于孤身立于天地之中，独秀峰顶部孤松葱郁挺拔、常年青翠，故名“独秀峰”。这是八台山的又一精品景观，国内少见。

铸剑峰

从八台山绝壁崖向北望，眼底呈现一个巨大三角形片状岩块，似拔地而起的正在接受的铸造利剑的粗坯，这是十分罕见的地质奇观。

熊掌峰

熊掌峰为一岩溶孤峰，十分奇特，它不尖不圆，像一只上翘的巨兽脚板、脚趾分明，称为“熊掌峰”。

千仞峰与断肠谷

该处山体为一巨型斜坡，其坡角达70°，坡长约2千米，坡谷与坡顶平均垂直高差达600米，非常雄伟，其顶高低起伏，山形修长，形如关公大刀，故称“千仞峰”。“千仞峰”侧的沟谷深不见底，因“千仞峰”崖壁面发育强烈褶皱，颜色深浅不一，似九曲回肠，故名“断肠谷”。

天池坝溶蚀洼地

天池坝是一个干枯的巨型岩溶湖，湖的底部由三叠系嘉陵江组的含石膏白云岩地层组成，依据当时湖泊沉积物的范围和地貌高差推测当时湖水的深度可达50米左右。

南天龟

从八台山观象台南望，南天龟处山峰顶部组合，像一只“巨龟”，翘首凝视南天，巨龟所视的前方正是“天池坝溶蚀洼地”。“天池坝溶蚀洼地”在地质时期曾是一巨大湖泊，是当地传说中巨龟最喜爱生活的家园。

洞子沟漏斗群

洞子沟中及周边布满了大大小小的漏斗状竖井，规模较大，深几十米到数百米不等，这是石灰岩在地表水与地下水共同作用下溶蚀坍塌而成，是又一奇特地貌景观。

何乡岩落水洞

何乡岩落水洞紧邻何乡岩石芽坪分布有两个落水洞，出露于嘉陵江组碳酸岩岩层。落水洞直径约9米，深约10米，洞壁陡峭险峻，是适宜洞穴探险与观光的岩溶景观地貌。

天生桥

天生桥自然生就跨度为15米，宽2米，高3米，呈跨度极大的拱形桥。登上桥面，仿佛凌空欲飞，桥下雷鸣般的水声也仅是隐隐入耳。

两扇门

两扇门又称“锁龙门”，是龙潭河景区“龙文化”创始之门。该景点为一峡谷地貌，峡谷最窄处仅5米宽。

天井峡-岩溶竖井

天井峡-岩溶竖井保留完整，岩壁近圆弧形，井壁直立，壁高约500米，直径约50米。

地下暗河古河道

飞龙峡谷天井峡地段存在地下暗河，降水汇入竖井后，流水潜入地下河道而走，后期受新构造运动的影响，古河道被快速抬升，河流向下侵蚀与河岸崩坍使其形成了悬挂于崖壁中的岩槽。

大巴山地区地质调查工作始于19世纪中叶。1866、1872年德国人f.von.richthofen最早涉足这一地区地质考察。中国地质学家丁文江、李四光、乐森璕、谭锡畴、李春昱、赵亚曾、黄汲清、潘钟祥、叶连俊、关士聪等先后对该区进行了线路地质调查。

20世纪50年代开始，地质工作者对川东北—大巴山及其临区开展油气勘探。之后，中石化西南分公司重点开展了地面地质调查、构造详查、构造细测、各类地震勘探及深、中、浅、超深钻井勘探工作。

20世纪70年代，李耀西对大巴山西段早古生代地层进行了系统研究，初步建立该区的地层系统，出版了《大巴山西段早古生代地层志》。

80年代后期至90年代中期，随着地震勘探技术的突破，从地质理论上突破了川东高陡构造形成机理和天然气富集规律形成川东地区以石炭系叠系生物礁和下中生界三叠系鲕滩气藏，并且在大巴山地区也发现了丰富的古油藏等等。

成都理工大学乐光禹教授、蔡学林教授分别对大巴山前缘的褶皱复合叠加和北大巴山逆冲推覆构造进行了研究，初步建立大巴山前缘的褶皱复合叠加应力模式、北大巴山逆冲推覆构造的形成和演化机理。

成都理工大学刘树根、李智武等对大巴山前陆盆地及大巴山推覆冲断带的形成与演化开展了系统的研究工作，2006年出版了《大巴山前陆盆地—冲断带的形成》。

1993年，八台山地区、百里峡地区分别被四川省政府批准为省级风景名胜区。

2001年，八台山地区、百里峡地区被四川省政府批准为省级自然保护区。

2003年、2004年，两个地区又相继被评为国家级ΑΑΑ级旅游区。

2006年12月，八台山园区、百里峡园区分别被四川省国土资源厅批准为省级地质公园。

2007年，八台山省级地质公园、百里峡省级地质公园分别揭碑开园，并正式接待游客；11月，达州市人民政府积极开展万源市八台山省级地质公园与宣汉县百里峡省级地质公园整合申报建设国家地质公园的相关工作。

2008年—2009年，万源市八台山省级地质公园与宣汉县百里峡省级地质公园联合申报建设国家地质公园。

2009年8月，四川大巴山地质公园取得国家地质公园资格。

2011年，达州市人民政府成立四川省大巴山国家地质公园管理办公室，下设万源八台山园区管理处和宣汉百里峡园区管理处。专门负责国家地质公园的规划、保护以及合理开发利用等工作。

2012年，国土资源部将公园划分为8类功能区。其中地质遗迹保护区12处，还有自然保护区、科普教育区、游览区、门区、管理区、居民点保留区等。

2013年，四川省大巴山国家地质公园主碑、地质博物馆建成，并积极筹备国家地质公园揭碑开园工作。

公园距万源市29千米，乘车40分钟即可抵达。公园距宣汉县城约104千米，乘车仅3小时，距达州市约149千米，乘车4小时便可抵达。210国道穿境而过，距成都592千米，距重庆361千米，距重庆城口86千米，距陕西汉中296千米，距安康286千米，从四川巴中、广安、汉中、城口均有公路直达公园。乘火车经达成铁路至成都522千米，西康铁路、襄渝铁路、达万铁路以及达渝高速公路为进出公园提供了极大便利。此外，川陕高速公路可直达开县、重庆城口县等地。