Anmutig und faszinierend zugleich liegen der Kaiserstuhl und sein kleiner Bruder, der Tuniberg in der Rheinebene und ragen wie kleine Inseln empor. An seiner höchsten Stelle, dem Totenkopf, mißt der Kaiserstuhl stattliche 557 Höhenmeter. Vor etwa 60 Millionen Jahren, bei der Entstehung des Rheingrabens, der zwischen Schwarzwald und Vogesen hindurchführt, ist der Boden sozusagen eingesunken. An der Stelle, wo der Kaiserstuhl heute steht, gab es viele Bruchstellen in den Erdschichten. Vor ca. 20 Millionen Jahren haben vulkanische Ereignisse dann beim Aufeinandertreffen zweier Erdkrusten den Kaiserstuhl an dieser Bruchlinie erheben lassen. Magmatische Massen aus der Tiefe gaben dem Kaiserstuhl seinen Körper und seine Form. Übrigens, der Tuniberg, ist im Gegensatz zum Kaiserstuhl kein Vulkan. Er besteht aus Kalkgestein und ist als zusammenhängendes Felsstück aus der Tiefe des Rheingrabens wieder nach oben gedrückt worden.
Neben seinem vulkanischen Ursprung ist der Kaiserstuhl bekannt für sein gelbes Erscheinungsbild, was auf den sogenannten Löss zurückzuführen ist. Dieses Material ist nicht vulkanischen Ursprungs, sondern vielmehr ein feinkörniges Sediment und zählt zu den Lockergesteinen, welches sich durch Verwehungen wie Puderzucker auf der windaufhaltenden Erhebung in der Rheinebene abgesetzt hat. Teilweise ist die Lössschicht zwischen 30 bis 60 Meter dick. Eine Besonderheit dieses Lockergesteins ist die Fähigkeit des Bodens zur Wasseraufnahme und -abgabe, die zu seiner Fruchtbarkeit führt und den Pflanzenwurzeln eine gute Durchdringung erlaubt. Für den Wein- und Obstbau bietet der Lössboden deshalb optimale Bedingungen.