Der Wengleinpark befindet sich am Rand der Frankenalb, dem sog. Albtrauf und zeigt den für eine Schichtstufenlandschaft typischen Wechsel von harten Steilstufen und weichen Gesteinen, die sich aufgrund stärkerer Abtragung eingeebnet haben. 

Wir finden hier den Braunjura (Dogger) und den Weißjura (Malm). Diese Schichten haben sich vor rund 150 Mio. Jahren gebildet und bestehen aus Sandsteinen, Tonen, Mergel und Kalken. Zu dieser Zeit bedeckte ein Flachmeer das Gebiet, vom Festland im Osten wurden Sande eingeschwemmt.

Der Braunjura setzt sich aus Tonen und Sandsteinen zusammen. Im Tal sind die Böden auf Opalinuston meist ackerbaulich genutzt. Die erste Steilstufe am Albtrauf bildet der Eisensandstein. Dieser nimmt bei Verwitterung die charakteristische gelbe bis braune Farbe an. Darüber befindet sich der Ornatenton. Diese Stufe ist verebnet, da die Tone sehr weich sind. Es handelt sich hierbei um eine Stauschicht, an der das Wasser in vielen Quellen austritt (Quellhorizont). Hier finden wir den Feuersalamander.

Über dem Braunjura befindet sich der Weißjura. Die zweite Steilstufe am Albtrauf bildet der Werkkalk. Er setzt sich überwiegend aus den Resten tierischer Meeresbewohner zusammen, die sich im kalkhaltigen Wasser des Jurameeres unter tropischen Klimabedingungen vielgestaltig entfalteten. Dies ist der Standort für beste Edellaubhölzer wie Sommerlinde, Feld- und Spitzahorn, Esche, Wildkirsche und Walnuss. Auch die Weißtanne können wir hier finden. 

Darüber befinden sich weichere Mergelkalke. Diese weisen einen höheren Tongehalt in den Sedimenten auf. Durch chemische Umwandlungsprozesse, bei denen Magnesium in das Kalkgestein eingelagert wurde, entstand hier Dolomit. Nach dem Meeresrückgang vor ca. 60 Mio. Jahren am Ende der Kreidezeit setzte die Verkarstung der Jurakalke ein: Niederschlagswasser drang in die Spalten des Kalkes ein und löste ihn langsam auf. Karsterscheinungen wie Höhlen, Dolinen und Trockentäler entstanden. Durch diese versickert das Wasser, staut sich auf den wasserundurchlässigen Schichten (z.B. Ornatenton) und tritt dort in Karstquellen wieder zutage. 

Die kreidezeitlichen Deckschichten der Hersbrucker Gegend wurden nachfolgend größtenteils abgetragen. Flüsse gruben ihr Bett in die Hochflächen und gestalteten durch Erosion und Talbildung das abwechslungsreiche Bild der Landschaft. Vor etwa 6.000 - 7.000 Jahren besiedelten die ersten Ackerbaukulturen die Hersbrucker Alb. Damit begann die Umwandlung der Naturlandschaft durch den Menschen in eine Kulturlandschaft.