Područje Stare planine karakteriše raznovrstan litološki sastav, predstavljen sedimentnim, manje magmatskim i metamorfnim stenama, od najstarijih, paleozojskih, preko mezozojskog flišnog i krečnjačkog kompleksa i neogenih jezerskih i marinskih sedimenata, do najmla|ih kvartarnih rečnih i bigrenih naslaga.
Posebno je značajna facijalna raznovrsnost mezozojskih sedimenata, sa punim stratigrafskim razvićem trijasa, jure i krede i obiljem fosila u stenama pojedinih odeljaka ovih perioda. Geostrukturna gra|a terena je veoma složena i izražena je kroz brojne i reprezentativne pojave rasedne i naborne tektonike. Po svojim stratigrafskim, petrološkim, paleontološkim i geotektonskim odlikama Stara planina predstavlja izuzetnu riznicu " dokumenata " o istoriji razvitka zemljine kore, složenosti geoloških procesa i promenama paleoekoloških uslova.
Primarnu morfološku odrednicu čini markantni planinski greben, čija se visina povećava od severa ka jugu, dostižući na Midžoru 2169 m n.v., pri čemu je još jedan vrh viši od 2000 m n.v. (Dupljak), a desetak vrhova (Srebrana glava, Kopren, Tri čuke, Vražja glava, Golema glava, Golemi kamen i dr.) su u visinskoj zoni 1900- 2000 m n.v.. Osim presedlinama izme|u tih vrhova, glavni greben je na nekoliko mesta izrazito snižen i probijen planinskim prevojima, od kojih su najpoznatiji Sveti Nikola i Kadibogaz. Od glavnog grebena odvajaju se bočni ogranci koji u obliku istaknutih razvo|a, sa širim i blaže nagnutim temenima, uokviruju izvorišne basene desnih pritoka Visočice i Timoka, posebno Crnovrške reke (greben Prilepski vrh - @arkova čuka - Babin zub), Toplodolske reke (Belan - Mramor - Bratkova strana) i Dojkinačke reke (Kopren - Stražna čuka- Ponor). Diseciranost reljefa sa spletom dolina i jaruga je intenzivna, a vertikalno usecanje prethodno spomenutih dolina iznosi i do 800-1000 m u odnosu na temena njihovih razvo|a. Ukupna visinska razlika najviše i najniže tačke područja je preko 2000 m . Takav dinamičan reljef odlikuje se veoma strmim nagibima, mestimično i stenovitim liticama na odsecima planinskih strana, ili usecima rečnih dolina (Babin zub, klisura Vladikina ploča, klisura Temske, klisura Rosomačke reke, Rosomački vrh, odsek Koprena, krečnjački ekskarpmani Vidliča) i izraženom varijabilnošću i raznovrsnošću ekspozicija. Rečna korita su sa strmim uzdužnim profilima, prelomima i stenovitima kaskadama i izrazitim meandarskim krivinama. Na krečnjačkim terenima prisutni su oblici kraškog i fluviokraškog reljefa (uvale, vrtače, ponorske doline, pećine i dr.)
Tekst je preuzet iz PROSTORNOG PLANA
PODRUČJA PARKA PRIRODE I TURISTIČKE REGIJE STARA PLANINA