Stijene i tlo posjeduju raznolike kombinacije minerala i raspadnute biljne i životinjske tvari, koji doprinose šarenilu formacija, posebice crvenih stijena. U zoru ili sumrak grimizne formacije posebice su prekrasne jer poprime nijanse ljubičaste, plave i tamnonarančaste.
Park se neprestano mijenja i vjetrovi premještaju sedimente, uzrokujući izbijanje nižih slojeva fosila i okamenjene šume na površinu, a ponajprije 220 milijuna godina starih ostataka četinjače iz doba trijasa.
Geološki slična mnogobrojnim drugim parkovima platoa Colorado, i Obojena pustinja je nekoć bila ogromna naplavna nizina ispresijecana mnogobrojnim rječicama i prekrivena obiljem impozantnih borova. Zatrpana pod muljem, blatom i vulkanskim pepelom, stabla su ostala bez dotoka kisika stoje usporilo propadanje trupaca. Podzemne su vode bogate silikon-dioksidom stale prodirati kroz njih i polako ukalupljivale izvorna tkiva talozima silikon-dioksida. S vremenom se silikon-dioksid kristalizirao u kvare, a trupci se zadržali kao okamenjene šume. Nacionalni park Okamenjena šuma najveći je primjer ovog fenomena na svijetu.
Kratke planinarske ture povest će vas kroz ovaj zapanjujući krajolik. S jednog se mjesta baca pogled na Newpaper Rock, ogromni blok pješčenjaka prekriven petroglifima, dok ćete na području zvanom Blue Mesa ugledati trupce povrh nježne gline u podnožju.
Flattops, masivni ostaci nekoć neprekidnog sloja pješčenjaka koji je prekrivao dijelove ovog područja, štite slojevite taloge koji su odavno erodirali u drugim dijelovima parka. Odavde također možete pristupiti stazi Long Logs, dijelu tzv. Dugine šume (Rainbow Forest). Željezo, ugljik, mangan i drugi minerali izvor su boja u ovoj okamenjenoj
