Se trata de un paisaje dominado por una topografía accidentada, donde hay fuertes declives y varios cursos de agua que dan lugar a unos valles estrechos y encajonados. El Macizo Oriental tiene una gran importancia desde el punto de vista hidrológico, ya que en él se encuentra el monte de Turimiquire, la zona más importante de nacimientos de agua del Oriente del país. El área del Parque alberga también importantes vertientes de cursos de agua permanentes como son los ríos Cariaco o Carinicuao, Caripe y Colorado o Alto Guarapiche y de cursos menores como la quebrada Cerro Negro, que pasa frente a la cueva.

El origen de las Cuevas del Guácharo se encuentra en las rocas calizas. Hoy por hoy, está formada por varios tipos, entre los que se encuentran las calizas, lutitas o rocas arcillosas y areniscas. Gracias a los volúmenes de agua que penetran a la cueva a causa de las lluvias, las rocas calizas se han ido disolviendo y formando así el sistema subterráneo que allí existe.

Además de los Guácharos, dadas las condiciones climáticas de las Cuevas, allí logran vivir otras especies animales, entre los que se encuentran: el ratón mochilero, el curareque, el cangrejo marrón y varias especies de murciélagos.