Fast 800.000 Hektar Landfläche sind im Joshua Tree Nationalpark unter Schutz gestellt, um die einzigartige Ausprägung der natürlichen Ressourcen die durch die Kreuzung von drei der kalifornischen Ökosysteme, die hier zusammentreffen, zu schützen. Die Colorado-Wüste, eine westliche Verlängerung der großen Sonora-Wüste, befindet sich in den südlichen und östlichen Teilen des Parks. Sie wird von Ständen der ährenförmige Ocotillo Pflanzen und Chollakakteen gekennzeichnet. Die südliche Grenze der Mojave-Wüste erstreckt sich über den nördlichen Teil des Parks. Es ist der Lebensraum der "Joshua Trees". Diese eigentümlichen aussehende Pflanze, die in der westlichen Hälfte des Parks beheimatet ist, hat ihm den Namen gegeben.Drittes Ökosystem im Joshua Tree ist in der westlichsten Teil des Parks mit den "Little San Bernardino Mountains" dort ist der Lebensraum für eine Gemeinschaft aus Kalifornien Wacholder und Pinyon Pine.

Der Park birgt einige interessante geologische Besonderheiten der kalifornischen Wüstengebiete. Aufragende Granitmonolithe und schroffen Felsschluchten zeugen von den tektonischen und Erosionskräften, die dieses Land geprägt haben. Neben aktiven Trockentälern, Playas, Schwemmkegel, Bajadas (Canyons, die durch Sturzfluten entstehen) Wüstenlack, magmatische und metamorphe Gesteine, die den Nationalpark prägen, und durch ihre Verwitterungsformen ein Muster herber Schönheit und Komplexität in dieser ariden Wüstenlandschaft hervorbringen.

Der "Joshua Tree NP" wird von Hunderten von Verwerfungen durchzogen, und ist ein interessanter Ort, um anstehende Felsformationen und die Auswirkungen von Erdbeben zu beobachten. Die berühmte San-Andreas-Verwerfung begrenzt die Südseite des Parks, und ist von "Keys View" zu sehen. Die Blue-Cut Verwerfung durchzieht die Mitte des Parks, sie ist von der Bergspitze hinter "Lost Horse Mine" zu sehen. Die Verwerfung bildet die gerade, abrupte Basis der "Hexie Mountains" östlich vom Queen-Tal.