Die Mittelgebirgslandschaft im Norden des GeoParks ist zum Teil durch metamorphe und kristalline Gesteine geprägt. Sie dokumentieren die Prozesse im Zuge der variszischen plattentektonischen Entwicklung. Eine ehemalige aktive Subduktionszone wird u. a. durch Diorite nachgewiesen, die im Zusammenhang mit Gneisen, Graniten und Marmoren der Erdkruste stehen. Im GeoTop im Oberen Steintal lässt sich die enge Verzahnung der kristallinen Gesteine beobachten. Nach der aktiven tektonischen Phase wurde das entstandene Gebirge schnell wieder abgetragen. Im ausgehenden Karbon und frühen Perm entstanden so mächtige klastische Sedimentserien. Die GeoPfade Tilleda und Kyffhäuser-Denkmal mit ihren jeweilige GeoTopen geben einen Einblick in die Ablagerungen großer Flusssysteme. Ein zusätzlicher Ausflugspunkt ist der GeoPfad Gesteinsgarten mit dem integrierten Grenzsteinlapidarium, der einen Überblick aller wesentlichen Gesteine des GeoParks verschafft. Ebenso sei das GeoTop Höhlen und Quellen am Südrand des Stausees Kelbra genannt, welches den Zusammenhang zwischen salzhaltigem Grundwasser und vergesellschafteter Flora zeigt.