巨大的岩石构造形成了这片受保护的沙漠荒原超凡脱俗的景致。火焰谷州立公园的岩石大多是红色的阿兹特克砂岩。由于这种颜色，当阳光恰到好处地照射到岩石上时，它们看起来像是在燃烧，这也是这座公园名字的灵感来源。尽管内华达州的大部分地区都被大盆地沙漠所覆盖，但莫哈维沙漠向更南处延伸。在火焰谷十分常见的红色砂岩在内华达州南部另一个荒野热门景点里也比比皆是，那就是红岩峡谷国家保护区。