Das Gestein, das die Tapolca-Höhle umschließt, entstand im Sarmaten-Zeitalter des Mittel-Miozäns vor 12 Millionen Jahren aus den Kalkstein- und Mergelschichtsedimenten. Die sich einst im Sarmatenmeer abgelagerten und zu Kalksteinschichten zusammengepressten Kalkschlammbodensätze kreirten das heute zu bewundernde Gesteinsgemenge.