Heute kaum vorstellbar ist die geologische Tatsache, dass vor 251 – 243 Millionen Jahren das Gebiet um Hochspeyer in Äquatornähe lag, in einem Bereich der trockenen Tropen, mit einem wüstenähnlichen Klima. Die Pfalz lag in dieser zeitlichen Epoche im sogenannten Germanischen Becken und es wurde immer wieder aus den umliegenden Höhen Sand, der dort abgetragen wurde, durch Flüsse herangeführt sowie von Winden in Dünen abgelagert. Währenddessen senkte sich das Germanische Becken beständig in die Erdkruste ab und so lagerte sich Schicht um Schicht übereinander ab. Durch den zunehmenden Druck und durch ein rotes eisenoxidhaltiges Bindemittel wurden die einzelnen Sandschichten zum heute bekannten und für die Pfalz charakteristischen roten Buntsandstein verfestigt. Da sich der Buntsandstein aus verschiedenen Sedimenten, die sich in Material- und Korngröße unterscheiden lassen, aufgebaut ist, zählt man ihn zu den Sedimentgesteinen. Prägend für die Gegend um Hochspeyer sind vor allem Buntsandsteinschichten, die nach Lokalitäten um Annweiler in der Südpfalz benannt wurden: die Trifels- und die Rehbergschichten, welche zum Zeitalter des Unteren Buntsandsteins gezählt werden.
Gliederung des Buntsandsteins in der Pfalz mit Quellhorizonten: Erstfassung von Ludwig Spahler (1957) nach neuer Gliederung von Doris Dittrich (in LGB, 2005, S. 141) – Bearbeitung, Ergänzung und Grafik: Klaus Hünerfauth.
Aufgrund tektonischer Prozesse, die unter anderem mit der Entstehung der Alpen in Verbindung gebracht werden können, hat sich der Pfälzerwald in den letzten 50 Millionen Jahren ständig angehoben. Jüngere, sogenannte Deckschichten, die sich über dem Buntsandstein abgelagert hatten, wurden in Folge der Hebung wieder abgetragen, sodass der Buntsandstein nun den unmittelbaren Gesteinsuntergrund bildet. Der Abtragungsschutt der Deckschichten wurde in den Rheingraben gespült und hat diesen aufgefüllt. Mit der Zeit haben sich Bäche und Flüsse in den Buntsandstein eingegraben und so ein Oberflächenrelief ausgestalteten, das durch Berge und Täler gegliedert ist.
Die relativ hohen Niederschläge versickerten in den durchlässigen Trifels- und Rehbergschichten, sodass die Talanfänge häufig ohne Fließgewässer als sogenannte Trockentäler ausgebildet sind. Daneben gibt es aber auch ganze Täler, die über ihren gesamten Verlauf einen Bach oder Fluss vermissen lassen, obwohl diese eigentlich die Voraussetzung für die Bildung einer solchen Geländeform wären, da sie sich im Laufe von Jahrtausenden durch Erosion in den Untergrund gegraben hätten. Solche Trockentäler sind Vorzeitformen, die vor allem unter anderen klimatischen Bedingungen gebildet worden sind. Dabei spielen vermehrte Niederschläge und/oder eine eiszeitliche Plombierung des Untergrundes durch Dauerfrostboden eine wichtige Rolle, der das Versickern des Wassers verhindertert, sodass es oberflächennah wirksam werden konnte.
In den Tälern des Pfälzerwaldes gibt es eine Vielzahl von Steinbrüchen, die heute jedoch meist stillgelegt sind. Dort wurden in der Vergangenheit Werksteine gewonnen, die verbreitet das Ortsbild in vielen Pfälzerwaldgemeinden prägen. Auch im Springental gab es private Buntsandstein-Steinbrüche, die im Zuge des Bahnbaus im 19. Jahrhundert angelegt worden waren. Die Trifelsschichten, die dort aufgeschlossen sind, lieferten Mauer- und Hausteine, die wegen ihrer Härte und Farbe weithin begehrt waren. Die in und um Hochspeyer von 1880 bis 1914 ansässige Steinindustrie beschäftigte um 1900 in Hochspeyer etwa 300 Steinhauer und Steinbrecher. Noch heute zeugen im Ort etliche Gebäude, wie z. B. das ehemalige Forstamt, das Rathaus und der Bahnhof, von deren Wirken in der vergangenen Zeit. Mit dem Aufkommen von Kunststein und Beton wurde der Buntsandstein nach dem 1. Weltkrieg nach und nach verdrängt und die Steinbrüche mussten ihre Arbeit letztendlich einstellen.