动物化石有昆虫、鱼、两栖、爬行、鸟及哺乳动物，是20世纪末世界上发现鹿类化石最多、保存最完好的化石产地，特别是山旺山东鸟、齐鲁泰山鸟等鸟类化石的发现，填补中新世时期之空白，成为中国鸟类化石重要的产地。

山旺古生物化石主要保存于中新世山旺组硅藻土层中（距今约1千4百万年），其种类之多、保存之完整为世界罕见，2020年已发现的化石有十几个门类600多种。动物化石包括昆虫、鱼、蜘蛛、两栖、爬行、鸟及哺乳动物。昆虫化石翅脉清晰，保存完整，有的还保留绚丽的色彩，已研究鉴定的有11目46科100属182种。山旺鸟类化石是我国迄今为止发现完整鸟化石最丰富的产地。

三角原古鹿化石和东方祖熊化石是世界上中新世该化石保存最完整的标本。植物化石有苔藓、蕨类、裸子植物、被子植物及藻类。除100种藻类外，其它植物有46科98属143种。它们在世界上研究古生态、古气候、动植物演化等方面有着重要的地位。被中外专家誉为研究中新世的“综合实验室”。

古生物化石产出的硅藻土是我国少有的几个产地之一，独具“万卷书”之称，具有较高的研究和观赏价值。古生物化石产地周边的火山地质、火山喷发地貌亦为该地质公园重要的地质遗迹，主要分布于盆地外围黄山、尧山、灵山、擦马山等地。可观察到的有古火山口地质景观、玛尔式火山盆地地貌、火山熔岩典型结构构造等，是研究华北新生代火山活动、火山盆地形成与演化的重要基地。同时该地亦是山东新生代临朐群层型剖面所在地，对于追溯地质历史具有重大科研价值。

山旺已成为中国古生物研究的重要基地。为实至今保护前提下的小规模、科学性发掘研究工作，由北京古脊椎与古人类研究所、北京地质大学等单位的有关专家教授组成课题小组，并委托有发掘研究申请权的古脊椎与古人类研究所代表课题组向中国社会科学院和国家文物局提出发掘申请。1993年经批准建立一号发掘点，1995年建立二号发掘点，已采集到犀、鹿、猪、龟等大型化石19件，昆虫、鱼、植物等小型化石3000余件。中央新闻纪录电影制片厂摄制的《化石宝库》在全国发行，《人民日报》、《人民画报》、《人民中国》、《科学实验》、《地球》等报刊也纷纷发表文章向国内外广泛介绍。先后接待澳大利亚、美国、英国、日本、前苏联、奥地利、加拿大、意大利、德国等10多个国家和港澳地区的考察专家近千人次。

山旺地区文化底蕴丰厚，且年代久远，据其四周出土的古遗址和文物考证，早在五帝时代(约5000年前)即有人类在此繁衍生息定居。古老的尧山，是以尧帝的名字而命名，上有纪念尧帝在此活动的尧帝祠。尧山、尧河、尧沟，这些以远古尧帝而命名的山地川谷，加之周围(临朐、青州、昌乐三县交界地区)的大汶口、龙山文化的数十处原始社会遗址，足以证明，这里是尧帝的重要活动之区。山旺东南数里的纪山，由于历史上黄帝的登临和尧帝父子的活动，不断引起国内历代学者的重视，它和东镇沂山一样，是中华东方的一座历史名山。

《史记》卷首的《五帝本纪》就有“黄帝东至于海登丸山(纪山的别称)”的记载。丸山，据考在《史记》封禅书中称“凡山”。司马迁以后的应劭(汉) 、杜预(晋)、郦道元(北魏) 、李泰(唐)、李吉甫(唐)、罗泌(宋)、乐史(宋)、于钦(元)、傅国(明)、顾炎武(清)、叶绶圭(清)，都对丸山、凡山进行过考证，认为丸山、凡山即临朐县的纪山。纪山又是古老的东方纪族的发祥地，纪受周封，都纪台(今寿光市南)，从此纪山即为纪国的镇山，黄帝之后的汉武帝等数代帝王都有登纪山的记载。纪山又称丹山，据《竹书纪年》、《汉志》、《十三州志》等古籍载，丹山(纪山)周围为帝尧之子朱的封地，称为“丹朱之虚”，简称“朱虚”。尧帝的故地，其子袭之，“以奉先祀(《史记·五帝本纪》)”。山旺之北的灵山，孤峰圆峙，有泉沸涌，民以赖饮溉田，为古齐国所重，《晏子春秋》载，景公曾拟往封祭之。史实证明，早在远古之时，山旺周围即为文化要区 。