Ekebergområdet består av grunnfjellsbergarter opprinnelig dannet for om lag 2000 millioner år siden. I permtiden var Oslofjordområdet preget av stor vulkansk aktivitet, jordskorpebevegelser og forkastninger. Oslofeltet begynte å synke, men Ekeberg ble stående igjen som en stor klippe, mye høyere enn i dag. Da isen trakk seg tilbake ved siste istid, for om lag 10.000 år siden, steg havet opp til 150–220 m høyere enn i dag og avsatte dagens jordsmonn på Ekeberg. Ekebergs landskapsform er en viktig romdanner og bidragsyter til det karakteristiske Oslo-landskapet med åser rundt et amfi. Den delen av Ekebergskråningen der parken ligger, er synlig fra store deler av Oslo-amfiet og fra den innerste delen av fjorden.