Товтри – це місцева назва скелястої дугоподiбної гряди, висота якої в межах НПП досягає 401 метрів над рівнем моря. Над оточуючою рiвниною ця гряда пiднiмається на 60 - 65 м. Товтри представляють собою бар’єрний риф мiоценового моря, складений мшанковими, мембраннопоровими та черепашковими вапняками.
Аналогiв в свiтi немає, але подiбнi за деякими геологiчними структурами скелястi гряди є в Великобританiї та США.
Товтри - це залишки узбережнiх рифів, витягнених паралельно давнiй береговiй лiнiї. Цi рифи утворювались протягом середнього i верхнього мiоцену. Товтри почали формуватись там, де були скупчення мохуваток, верметусiв, устриць, на яких потiм з лiтотамнiй будувались узбережнi рифи.