A Bükk-vidék Geopark Magyarország egyik legbonyolultabb és legösszetettebb földtani környezetét fedi le.
A terület geodiverzitása a Kárpát-medencében is egyedülálló. A Geopark központi egységét az Észak-magyarországi-középhegység legbonyolultabb szerkezeti felépítésű, főként paleo-mezozoos kőzetekből álló hegysége, a Bükk alkotja. Az alaphegységi kőzetek nem mai helyükön keletkeztek, a Dinári-hegység kőzeteivel mutatnak rokonságot. A hegységet felépítő paleo-mezozoos kőzetek az ÉK, K, D és DNy felől kapcsolódó fiatalabb medenceterületek aljzatában különböző mélységbe lezökkent helyzetben megtalálhatók. Ennek megfelelően ezek a területek fejlődéstörténeti szempontból összekapcsolhatók a Bükkel.
A hegységgel ÉNy-ról érintkező szerkezeti egység a Bükkhát, amely jellemzően az Upponyi-hegység és a Heves-Borsodi dombság (oligo-miocén homokkővidék) vonulatából áll, a Darnó-zóna balos eltolódású tektonikai rendszeréhez tartozik. Mind felszíni és alaphegységi kőzeteiben, mind szerkezeti jellemzőiben eltér a Bükktől, paleo-mezozoos kőzetei déli-alpi és kárpáti kifejlődésekkel párhuzamosíthatók.
Geoparkunk sokszínűsége földtani felépítésének és fejlődésének rövid összefoglalása alapján is kitűnik. Az Upponyi-hegység és a Bükk a földtörténeti óidőbe tartozó felső-ordoviciumtól a középidő jura időszakáig mintegy 300 millió éves csaknem folyamatos üledéksort tár fel. A terület kőzettani felépítését északról délfelé fiatalodó rétegsor jellemzi. A terület legidősebb, a földtörténeti ókorból származó képződményei az Upponyi-hegységben találhatók. Karbon és perm képződmények az Északi-Bükkben is előfordulnak. Különleges földtani értéke a Bükk hegységnek a Bálvány északi oldalán a perm-triász kihalási határt bemutató feltárás. Kőzetképződés szempontjából legfontosabb a Bükkben a triász időszak, ekkor keletkeztek a hegységre legjellemzőbb mészkőképződmények, melyeket vulkanitok, márga, homokkő, aleurit és dolomit tagolnak. A jura időszakban keletkezett kőzetek a mészkövek mellett legnagyobbrészt finomtörmelékes mélytengeri üledékek, ugyanekkor víz alatti vulkáni és szubvulkáni működés eredményeként bazalt és gabbró képződött. A jura időszak után hosszú üledékhézag következik. Kréta korú üledékek csak az Upponyi-hegységben, harmadkori képződmények jobbára csak a hegység déli részén és a dombságokban fordulnak elő.
A felső-eocénben a tenger déli irányból öntötte el a Bükk lábát. A tengeri üledékképződés az oligocénben is folytatódik, az aljzatmélyülésnek megfelelően márgával, majd euxin fáciesű, laminált agyaggal, majd oxigéndúsabb környezetben lerakódott agyaggal. A Bükktől északra és nyugatra lévő medencékben a felszínen az oligocén végétől a miocén elejéig képződött slírek jelennek meg. Az oligocén végi – miocén eleji galukonitos homokkövekből álló Vajdavár-vidék dombvidéket a Darnó-zóna szerkezet határolja el a Bükktől. A miocén legelején meginduló riolitos vulkáni tufaszórás a paleogén-neogén medencékből kiemelkedő Bükk és Upponyi-hegység felszínének kivételével szinte mindenhol előforduló vezérszint, de felszínen elsősorban a Bükk déli hegylábát, a Bükkalját borítja. Ezen a vidéken a fiatalabb miocén vulkáni tufaszintjei (dácittufák, felsőbb riolittufák) határozzák meg a földtani képet. A Bükktől északra és északnyugatra az alsó tufaszintre két részre tagolódó szénmedencében 3–5 széntelepet befoglaló tengeri és mocsári képződmények következnek. A széntelepes összletre kárpáti partszegélyi-síkparti abráziós képződmények és mélyebb vízi slír rakódott.
A déli hegylábat kísérve, az Alföld felé lejtő, abba mélyen benyúló, felső részén pannon kori lignittelepeket is tartalmazó beltengeri, delta és mocsári üledékek töltötték fel a süllyedő medencét. A pleisztocén-holocén során a folyó és patakvölgyeket valamint a Bükk déli előterét folyóvízi kavics, homok, agyag töltötte fel. A déli hegylábon és hegylábi előtérben a jégkorszakban lösz- és futóhomokleplek keletkeztek. Ugyanekkor a karbonátos hegységi régiókban karsztosodás és erős lepusztulás folyt.
A Bükk hegység és az Upponyi-hegység természetföldrajzi szempontból az Északi-középhegységhez tartozik. A Bükk az ország legnagyobb átlagmagasságú hegysége, legmagasabb csúcsa a 959 m magas Szilvás-kő 50 csúcsa emelkedik 900 m fölé. A hegység legjellegzetesebb része a meredek sziklafalakkal és lejtőkkel körülzárt, csaknem vízszintes, 800 m feletti átlagmagasságú Bükk-fennsík, amely gazdag karszt formakinccsel és jellegzetes növényzettel bír. A két hegységet a Bán-patak fiatal üledékkel kitöltött völgye választja el egymástól
A hegységekben a kréta időszaki hegységképződés során gyűrt – átbuktatott redős-pikkelyes – rátolódásos (takaróredős) szerkezet alakult ki, amely alapvetően meghatározza a terület morfológiai jellegét. A hegység legjellemzőbb felszínformája karszt-formakincse. Felszíni karsztformákban leggazdagabb a Bükk-fennsík és a „Kövek” vonulta. A víznyelőkben, töbrökben, karsztos repedésekben mélybe szivárgó vizek a mészkőben barlangokat, barlangrendszereket alakítanak ki. A Bükk hegységben a jelenleg ismert, a jogszabályi feltételeknek megfelelő barlangok száma több mint 1100, közülük 52 fokozottan védett. Itt található az ország legmélyebb és a leghosszabb barlangja is.
A karsztba szivárgó víz a mészkőterületek peremén karsztforrásokban bukkan felszínre. A karsztforrások vizéből gyakran mésztufa válik ki, a mésztufagátakon átbukó víz kis vízeséseket alkot. A Szinva-patak vízesése által épített forrásmészkő domb által bezárt üregek alkotják a lillafüredi Anna-barlangot. A hegység peremén mélybe zökkent, fiatal üledékekkel fedett mészkövekben lévő meleg karsztvíz langyos vizű forrásokban bukkan felszínre, a 13–15000 éves meleg karsztvizet több helyen mélyfúrások hozták felszínre. A bükki karsztvíz jelentős szerepet játszik a környék ivóvíz ellátásában.
A Bükk-vidék Magyarország hűvös hegyvidéki területeihez tartozik. A Bükkhátat és a Bükkalját kivéve a hegységekben a tél hosszú és hideg, de a tél zordságát nagyszámú derült nap enyhíti. A szomszédos alföldi és dombvidékekhez képest a tavasz késik. Tavasz végén kora nyáron a csapadék mennyisége általában megnő, ekkor hullik le az átlagosan 6–800 mm évi csapadék 1/5 része. A nyár a déli előterek kivételével hűvös. A változatos domborzat egyes kis területek éghajlatát jelentősen módosítja. A déli, délies lejtők több napsütést kapnak, itt hamarabb kezdődik az olvadás és a virágzás, magasabbra hatolnak az egyes növényzeti övek. Az északi lejtőkön és a karsztos mélyedések északra néző oldalán marad meg legtovább a hó, a növényzeti övek leereszkednek és gyakoriak a hidegtűrő fajok. A klímaváltozás hatásai a Bükk-vidék területén is érezhetők. Kevesebb és szélsőségesebb eloszlású a csapadék, úgy térben, mint időben. A téli csapadék kevés, több mint egy évtizede csökken a hótakarós napok száma és a hó vastagsága. A tavaszi, nyár eleji esők hirtelen, nagy mennyiségben zúdulnak le, nem egyszer komoly károkat okozva. A hőmérséklet is változik. Telente gyakrabban fordulnak elő szélsőségesen hideg (-15 – -20C0 alatti) napok, míg a nyári hőmérséklet emelkedik, előfordulnak 35C0 feletti hőmérsékletű napok is.
A Bükk vidék gazdag élővilágát az éghajlati sajátosságok és a változatos domborzati viszonyok határozzák meg. Hazánkban a Bükkben alakultak ki legszabályosabban a hegyvidéki vegetációs zónák, a déli perem erdőssztyepp zónáját képviselő száraz löszpusztai tölgyesektől a 700 m felett uralkodó montán bükkösökig. A lágyszárú szinteken a jégkorszaki maradványfajoktól a melegkedvelő sztyepprét fajokig 1300 növényfaj fordul elő a területen, ebből 18 csak a Bükk hegységből ismert. Ilyen például a havasi ikravirág, a magas istác, az északi sárkányfű, a magyar nyúlfarkfű, a Teleki-virág, a sárga ibolya. A változatos geomorfológiai adottságokhoz és a sokszínű vegetációhoz fajgazdag állatvilág társul. A Bükkben élő fajok számát 22.000-re becsülik. Értékes endemikus fajai a gebhardt vakfutrinka és a szubendemikus lepkefajok, a hegyi araszoló, vagy a bükki szerecsenboglárka. Az északi szurdokvölgyekben él például a kelet-kárpáti endemikus faj a kék meztelencsiga. A bükki barlangokhoz kötődik a hazai denevérpopuláció jelentős része. A bükki denevérfauna ritkaságai pl. az alpesi denevér, a Brandt denevér és a nyugati pisze denevér. A ragadozó madarak közül a parlagi sas és a vándorsólyom a legértékesebb.
A Bükk-vidék Geopark két vármegye – Heves és Borsod-Abaúj-Zemplén vármegye – területén helyezkedik el. Mindkét megyeszékhely a geopark határán belül található. Borsod-Abaúj-Zemplén megye székhelye Miskolc, Magyarország negyedik legnépesebb városa, lakónak száma közel 156 ezer fő. Fontos ipari, tudományos és kulturális központ. Területén egyetem, kutató intézetek, múzeumok, kiállító helyek, színház és egyéb kulturális létesítmények működnek. Kulturális és történelmi jelentősége, valamint a Bükk közelsége miatt jelentős turisztikai központ. Heves megye székhelye Eger, lakóinak száma kb. 53 ezer fő. Tudományos, kulturális és turisztikai központ, jelentős iparral, illetve szőlő és gyümölcstermesztéssel. A Bükkhát települései az 1990-es évekig a miskolci és ózdi nehézipar, illetve a szénbányászat vonzáskörzetébe tartoztak, a bányák bezárása és a nagyipari tevékenység visszaszorulása óta helyi vállalkozások és szolgáltatások foglalkoztatják a lakosságot. Több kistelepülésen viszonylag magas a munkanélküliség, az alapvető infrastruktúrán kívül helyben kevés szolgáltatás áll rendelkezésre. A Bükkalján az ipar mellett nagyobb szerepe volt és van a mezőgazdasági tevékenységnek, elsősorban a szőlő és gyümölcstermesztésnek. A környék kedvező táji és klimatikus viszonyai miatt jelentős az idegenforgalom.
