ทางธรณีวิทยา พื้นที่วัดเขาซาดปรากฏอยู่ในขอบเขตหมวดหินเสาขัว ซึ่งประกอบด้วยหินทรายเนื้อละเอียดและหินทรายแป้งเป็นหลัก จึงมีความคงทนน้อยกว่าหมวดหินพระวิหาร ที่ประกอบด้วยหินทรายและหินทรายปนกรวดเป็นหลัก พื้นที่โดยรอบจึงถูกกร่อนจนเหลือเป็นที่ราบ แต่จากการศึกษาพบว่า ก้อนหินมหึมาเหล่านี้เป็นหินทรายเนื้อปานกลางถึงเนื้อหยาบ มีสีขาวเทาและสีน้ำตาลแดง ประกอบด้วย แร่ควอตซ์มากกว่าร้อยละ 90 ไม่มีสารเชื่อมประสาน แสดงหินหนามาก ส่วนใหญ่หนามากกว่า 2 เมตร และแสดงโครงสร้างชั้นเฉียงระดับ ที่เป็นหลักฐานว่าเกิดจากการทับถมบริเวณทางน้ำโบราณ จึงสรุปว่า ก้อนหินขนาดมหึมาเหล่านี้ เป็นส่วนที่เหลือของหินแข็ง หมวดหินพระวิหาร ที่เคยตั้งตระหง่าน แต่ถูกกร่อนด้วยธารน้ำโบราณ (คาดว่าเป็นลำตะคองโบราณ) ที่ไหลผ่านบริเวณนี้ก่อนที่น้ำจะเปลี่ยนทิศทางการไหล 

            ที่ผนังของหินทรายบริเวณวัดเขาซาด มีลักษณะเป็นหน้าผาสูงจากพื้น 5-20 เมตร หน้าผาเหล่านี้เกิดจากรอยแตกของมวลหินซึ่งมีความสอดคล้องกับแนวแตกของหมวดหินพระวิหารในบริเวณใกล้เคียง บนผนังหน้าผามักมีรอยเว้าและหลุมเป็นรูปวงกลมและวงรี เป็นลักษณะของกุมภลักษณ์ด้านข้าง (lateral pothole) ซึ่งเกิดจากการกร่อนของธารน้ำคล้ายกับการเกิดกุมภลักษณ์แบบปกติ แต่เกิดขึ้นกับผนังด้านข้างตามรอยแตกของมวลหิน ในบริเวณที่จมอยู่ใต้น้ำ

             กุมลักษณ์ด้านข้างเป็นที่รู้จักน้อยกว่ากุมภลักษณ์ปกติ และลักษณะเช่นนี้อาจพบได้เพียงแห่งเดียวในอุทยานธรณีโคราชโดยรูปร่างของกุมภลักษณ์ด้านข้างบริเวณนี้ บ่งชี้ว่ากระแสน้ำโบราณไหลไปทางทิศเหนือ