Rejon krakowski obejmuje część monokliny śląsko-krakowskiej, która stanowi młodsze piętro strukturalne spoczywające niezgodnie na starszym paleozoicznym piętrze fałdowo-blokowym. W głębokim podłożu mamy do czynienia ze strefą Kraków-Lubliniec nazywaną inaczej strefą Kraków-Hamburg. Stanowi ona strefę kontaktu bloku małopolskiego i bloku górnośląskiego, które w przeszłości geologicznej stanowiły odrębne mikrokontynenty, tzw. terrany (Żaba, 1999; Buła, 2000).
Skały paleozoiczne na tym obszarze reprezentowane są przez dewon i karbon. Starsze osady piętra permo-mezozoicznego, czyli perm i trias, zachowane są tylko lokalnie w formie płatów podścielających jurę. Na paleozoicznym piętrze niezgodnie zalegają osady jury środkowej, reprezentowane przez utwory transgresywne (Giżejewska, Wieczorek, 1977): na początku lądowe piaski i piaskowce, potem deponowane już w strefie płytkiego morza piaski i piaskowce wapniste, wapienie piaszczyste oraz stromatolity. Wiekowo skały te zaliczane są do keloweju, jednak starsza ich część może należeć do batonu (Gradziński et al. 2008).
W oksfordzie (jura górna) na obszarze podkrakowskim znajdowało się płytkie, ciepłe morze epikontynentalne, stanowiące północny szelf Oceanu Tetydy (Gradziński et al. 2008). Z osadów, które były w nim deponowane, utworzył się kompleks o miąższości wynoszącej na omawianym obszarze około 250 m. Tradycyjne wyróżniane są trzy facje wapieni oksfordu: wapienie skaliste, wapienie uławicone z krzemieniami i wapienie płytowe (Dżułyński, 1952).
Morze epikontynentalne to środowisko idealne do rozwoju organizmów. W tym okresie to gąbki stanowiły najważniejsze organizmy rafotwórcze. W wyniku wzrostu ciał gąbek jedna na drugiej oraz przy współudziale cyjanobakterii tworzyły się budowle rafowe mikrobialno-gąbkowe (tzw. biohermy). Skalcyfikowane ciała gąbek krzemionkowych w pozycji przyżyciowej wraz ze strukturami bakteryjno-mikrobialnymi (tzw. mikrobialitami) utworzyły budowle rafowe (biohermalne), które obecnie zachowały się w postaci bardziej odpornych skał, tworzących wyniesienia na obszarze krakowskim (Dżułyński 1952; Matyszkiewicz 1997). Skały te stanowią fację wapieni skalistych. Wapienie te charakteryzują się brakiem uławicenia, lub bardzo grubymi ławicami z niewyraźnymi fugami międzyławicowymi, interpretowanymi przez Krajewskiego (2000) jako przerwy we wzroście bioherm. Ze względu na te cechy są one najbardziej odporne na wietrzenie i erozję ze wszystkich facji. Wapienie skaliste zbudowane są w różnych proporcjach z gąbek oraz mikrobialitów i w zależności od tego, co dominuje, przejawia się to innymi strukturami. Rafy gąbkowo-mikrobialne cechowała niska bioróżnorodność, jednak sporadycznie spotykane są w nich skamieniałości organizmów takich jak: ramienionogi, szkarłupnie, małże, serpule, mszywioły, ślimaki i otwornice oraz podrzędnie organizmy nektoniczne, takie jak amonity, łodziki i belemnity. Z innych składników ziarnistych należy wymienić peloidy, ooidy i onkoidy (Gradziński et al. 2008). Resztę materiału stanowi zlityfikowany muł węglanowy. Budowlom biohermalnym towarzyszyły także spływy grawitacyjne redeponujące muł węglanowy w postaci turbidytów, debrytów i osuwisk podmorskich (Krajewski 2000; Matyszkiewicz, Krajewski 2007).
Trzecią główną odmianą facjalną są wapienie płytowe, charakteryzujące się cienkim uławiceniem o miąższości ławic rzędu kilku do kilkunastu centymetrów. Głównym składnikiem wapieni płytowych jest muł węglanowy, a niekiedy są one nieco margliste. Odmienny jest w nich zespół fauny w porównaniu do innych facji, ponieważ dominują w nich amonity i belemnity, a więc organizmy nektoniczne, natomiast organizmy bentoniczne występują znacznie rzadziej (Gradziński et al. 2008). W wapieniach pływowych występują także ślady bioturbacji, będące efektem aktywności życiowej infauny w osadzie (Hoffmann, Uchman, 1992). Na badanym obszarze wapienie płytowe nie odsłaniają się. Zalegają one poniżej odsłaniających się w rejonie Krakowa wapieni skalistych i uławiconych, więc w związku z nachyleniem Monokliny Śląsko-Krakowskiej ku NE, ich wychodnie pojawiają się na dopiero na zachód od Krakowa.
Obecnie oraz w nieodległej przeszłości geologicznej eksponowane wychodnie poddawane są ciągłym procesom wietrzenia, erozji, transportu zwietrzeliny, a w przypadku utworów węglanowych również krasowieniu. To właśnie procesy krasowe doprowadziły do powstania form krasowych, obserwowanych tak licznie w odsłonięciach skał w inwentaryzowanych kamieniołomach.