Шуменското плато е интересно геоморфоложко образувание в източните предели на Дунавската хълмиста равнина. То се е формирало в резултат на взаимодействието между вътрешните и външни земни сили върху кредни материали. Платото е било част от стара заравненост от Сарматски произход. Върху нея са действали засилена ерозия и околовръстна денудация, получила се от издигането на областта и потъването на Черно море. В резултат на това реките се всекли и го откъснали от южната част на Разградско-Самуиловските възвишения.
Шуменското плато  и  днес продължава да се издига, до 3 мм годишно.

Релеф. Средната надморска височина на платото е 350 м. Най-високата му точка е на 502 м надморска височина и се намира в западната му част – в м. “Търнов табия”. Това е и най-високата точка в Дунавската равнина. Погледнато отгоре Шуменското плато има форма на неправилен четириъгълник, силно разтегнат в посока югозапад-североизток. Източната му страна е дълбоко вгъната и обгражда гр. Шумен като естествена зелена огърлица. Северните и източните склонове са заоблени, а южните и югоизточните са стръмни и на повечето места завършват в горната си част с отвесни скални венци. Повърхността на платото представлява слабо наклонена на юг равнина. Тя се нарушава от характерни долинни врязвания, които наподобяват малки живописни каньони. Местното население ги нарича боази.

Геоложки състав и строеж. Ако се проследи вертикалният геоложки профил на Шуменското плато, се установява, че основата му е изградена от глини и мергели. Над тях следват пясъчници, а повърхността на платото е формирана от варовици. Те са бели, сиви или бледожълти на цвят. Варовиковият слой има дебелина около 90 м. Сред глините се откриват прослойки от минерали - целестин, лимонит, ахат, кремъчни ядки. Повърхността е силно окарстена. Тук могат да се наблюдават много открити и подземни форми от типичния карстов релеф. Особено характерни за повърхността са въртопите. Някои от тях са с внушителни размери - диаметър над 100 м и дълбочина 15 - 20 м. Формата им е фуниеобразна или елипсовидна, а склоновете полегати. Завършват с отвор, който обикновено е затлачен с почва, клони и др. В него се събират повърхностните води след валежи и се отвеждат в подземни канали и пещери. Подземният карст е представен от множествo пещери - над 60. По-известните от тях са: “Бисерна” (“Зандана”), “Русалка” (“Сулумара”), “Тайните понори”, “Лабиринта” и др.

Води. По платото липсват течащи води, но в подножието му бликат повече от 70 карстови извора. Много от тях са каптирани и включени във водоснабдяването на близките селища. От местността “Кьошковете” води началото си река Поройна, която протича през гр. Шумен. Нейните води се влияят от количеството на падналите валежи.

Климат. Климатът на Шуменското плато е умерено-континентален. Зимата е сравнително студена. Средната януарска температура е от  -2,5  до  -1,5 градуса. Лятото е умерено топло със средна юлска температура около 19 - 20 градуса. Пролетта е хладна и настъпва сравнително рано. Пролетните мразове не са рядко явление в района. Есента е топла и с чести засушавания. Средният годишен валеж е 598 мм. Максималното количество на падналите валежи е през месец юни. Средната продължителност на снежната покривка е 95 дни. Тя е неустойчива с височина между 10 и 20 см. В района на парка духат предимно западни и северни ветрове.

Почви. От извършените проучвания в ПП “Шуменско плато” са установени следните типове почви: хумусно-карбонатни (52%), тъмносиви (37%), сиви (5,7%) и светлосиви горски (1,1%). Останалите – 3,8% са скали, нелесопригодни площи и др.