La successione sedimentaria del Cònero è costituita da calcari pelagici via a via più marnosi nelle unità più recenti (ovvero più alte nella successione).
La formazione più antica affiorante al Cònero, sul versante scosceso delle Due Sorelle e della ex-cava degli Schiavi, è la Maiolica del Cretaceo inferiore (a partire da ca. 145 milioni di anni), un calcare pelagico bianco e finissimo in strati medio-spessi contenenti liste e noduli di selce grigia.

Nelle rocce del Conero è possibile leggere la storia geologica del nostro pianeta segnata anche da eventi catastrofici che condizionarono l’evoluzione delle specie viventi, come quella nota a tutti, avvenuta sessantacinque milioni di anni fa, alla fine del periodo Crataceo, quando la Terra subì l'impatto di un asteroide di grosse dimensioni che causò l'estinzione di gran parte delle forme di vita marine e terrestri, compresi i dinosauri.
La prova di questo evento è racchiusa in uno straterello di argilla, il cosiddetto limite K/T (abbreviazione per limite Cretaceo/Terziario), individuato per la prima volta in una cava nei pressi di Gubbio da scienziati dell'Università di Berkeley in California, per l’anomala presenza di notevoli quantità di iridio di origine extraterrestre.

Sul Monte Conero è possibile osservare da vicino questo sottile strato di argilla che a differenza degli altri non è di origine marina, ma è formato dalle polveri dell’asteroide disintegratosi dopo il suo violento impatto con la Terra.
(Il punto migliore di osservazione è lungo il Sentiero 5 che risale il vallone di San Lorenzo e che costeggia alcune cave dismesse che si aprono nella fitta vegetazione della macchia mediterranea).

Di formazione poco più recente è il cosiddetto Livello Marchesini, lo strato guida per eccellenza nell’area del Cònero, uno spesso bancone di calcari detritici (calcareniti), originatosi da antiche valanghe sottomarine.
Queste calcareniti, di colore bianco costituiscono una formazione rocciosa compatta e omogenea, di spessore variabile da pochi centimetri fino a 5 m, che affiora in alcune aree del monte e che per le sue caratteristiche è stata sfruttata nell’antichità sia per incidere segni di valenza simbolica e rituale come è visibile nell’area delle incisioni rupestri, sia per ricavarne pregiato materiale da costruzione, come prova la cava romana.

Il Monte Conero è noto dagli geologi di tutto il mondo anche per la presenza dello "stratotipo globale di Massignano", una formazione sedimentaria che rappresenta il limite tra le due epoche geologiche Eocene ed Oligocene, facilmente visibile sulla sezione esposta della cava di Massignano, tra Ancona e Sirolo, lungo la SP 1 del Conero.
Queste formazioni si sono depositate tra 36 e 33 milioni di anni fa, durante un periodo caratterizzato da importanti variazioni climatiche e da eventi critici su scala mondiale che hanno causato l’estinzione, alla fine dell’Eocene, di circa il 20% degli organismi marini, analogamente al ben più noto episodio avvenuto 65 milioni di anni fa che aveva provocato l’estinzione dei dinosauri alla fine del Periodo Cretaceo (livello K/T).

Il Parco del Conero racchiude in pochi chilometri quadrati luoghi di grande interesse dal punto di vista naturalistico, paesaggistico, geologico, faunistico e floristico, oltre che archeologico (incisioni rupestri e cava romana sul Monte Conero, Antiquarium di Numana, area archeologica “I Pini” a Sirolo) e storico-culturale (chiese di Santa Maria di Portonovo e di San Pietro al Conero, la Torre Clementina e il fortino napoleonico).
Numerose le spiagge e le baie di ciottoli bianchissimi, alcune raggiungibili solo a piedi o in barca (la baia di Portonovo, la spiaggia delle "due sorelle", i Sassi Neri e San Michele, ecc.).

Il monte Conero è stato inoltre inserito tra i 10 luoghi sacri del birdwatching (osservazione degli uccelli) in Italia in quanto, per la sua minima distanza dalle coste balcaniche e per la presenza di favorevoli correnti ascensionali, è un punto di passaggio privilegiato per gli uccelli migratori, in particolare i rapaci, ma anche cicogne e gru, per i quali rappresenta da sempre un importante punto di riferimento e di sosta durante le loro lunghe migrazioni dall’Africa al nord Europa.

18 i percorsi escursionistici da compiere a piedi, in mountain bike ed anche a cavallo, che si snodano tra il mare, il monte e le colline, nel verde della macchia mediterranea e del bosco, in zone spesso selvagge e solitarie, toccando punti panoramici di grande bellezza che spaziano dalla costa all’entroterra, verso le colline marchigiane fino alla dorsale appenninica (il belvedere nord, Pian Grande, Pian dei Raggetti).
Il sentiero classico del Monte Conero è il sentiero 1, con numerose varianti, che vi consente di percorrerlo in tutta la sua estensione, dal Poggio di Ancona fino alle porte di Sirolo, attraverso i paesaggi più belli alla scoperta di sorprendenti scorci panoramici (Pian Grande, Pian di Raggetti, Belvedere nord, Belvedere sud) e punti di interesse naturalistico, geologico e storico-archeologico. (ca. 4 ore a piedi solo andata).