Blå Jungfruns nationalpark består av både land och vatten. Själva urberget är anledningen till att ön blivit skyddad som nationalpark. Graniten dominerar, men här finns också yngre bergarter, som exempelvis sandsten. Ön består av en grovkornig ljusröd granit med åldern 1 300 miljoner år, det vill säga bara hälften så gammal som Smålandsgraniten i Oskarshamn.

Den är av rapakivityp och vittrar ganska lätt. Vid Sikhamn i nordväst finns stråk av mycket löst berg, där sprickor holkats ur och blivit så breda att man kan gå in i dem. Lossbrutna stenar har vittrat och fått en mycket grovkornig yta.

Sprickfyllnader av kambrisk sandsten i söder visar att ön delvis låg nersänkt i havet under den kambriska eran för 550 miljoner år sedan. Senare täcktes hela ön av tjocka skiffer- och kalkstenslager, de som bildar dagens Öland. Någon gång i sen tid har lagren eroderats bort. Till slut har inlandsisen slipat av hällarna. Inlandsisen smälte bort från denna trakt för bara 10 000 år sedan.