В переводе с башкирского Янгантау означает Горелая гора. Она представляет собой участок обрывистого высокого борта долины р. Юрюзани, возвышающийся над уровнем реки на 160 м. Сложен породами сакмарского и артинского ярусов нижнего отдела пермской системы, смятыми в складки. В структурном отношении территория ГПП расположена на южной окраине Башкирского свода, ограниченной глубинным разломом, вдоль которого проложила свою долину р. Юрюзань. Амплитуда смещения горных пород по разлому достигает нескольких километров.
Гора Янгантау известна своими неординарными термическими явлениями: из ее недр беспрерывно выделяются горячий пар и газы, хотя этот район находится на большом удалении от областей проявления современного и относительно недавнего вулканизма. Первое научное описание этого явления было сделано академиком П.С. Палласом летом 1770 г. По результатам последующих многочисленных исследований, недра горы разогреты более чем на 300 градусов и запасы тепла значительны. По одной из гипотез (Г.В. Вахрушев) тепло выделяется в результате окисления битумов, содержащихся в мергелях артинского яруса. Эта реакция поддерживается неорганическими катализаторами, содержащимися в тех же толщах. Зона разогрева находится в основном на глубине 60-80 м от поверхности. У подножия Янгантау на поверхность выходят пресные и солоноватые родники гидрокарбонатно-сульфатные кальциевые и кальциево-натриевые, имеется ряд сернистых источников.