Das Gestein, aus dem die charakteristischen Hoodoos und Aufschlüsse von Vedauwoo bestehen, ist der 1,4 Milliarden Jahre alte Sherman-Granit. Dieses Gestein gehört zu den ältesten Gesteinen in Wyoming (ist aber immer noch mehr als eine Milliarde Jahre jünger als die Tetons). Es ist an der Oberfläche um Vedauwoo durch die Hebung der Laramie Mountains freigelegt, die vor etwa 70 Millionen Jahren begann. Jüngere Gesteins- und Sedimentschichten wurden nach und nach erodiert, und dieser Prozess hält bis heute an. Der harte Granit von Vedauwoo besteht aus großen Kristallen von Quarz, Orthoklas, Plagioklas und etwas Glimmer und ist erosionsbeständiger, was zu wind- und wassergeformten Formen führt. Unmittelbar östlich von Vedauwoo, entlang der I-80, befinden sich Sandsteinklippen, die aus der etwa 300 Millionen Jahre alten Fountain-Formation aus dem Perm stammen. Uralte Sanddünen einer weiten Wüste trafen auf das salzige Wasser eines flachen, epikontinentalen Meeres, wodurch Beispiele für eine Kreuzschichtung entstanden. In einigen dieser Felsen sind Fossilien von Seeigeln, Schnecken und Seelilien zu finden.
Die Tierwelt ist in und um Vedauwoo reichlich vertreten: Wyoming Ground Squirrels, Maultierhirsche, Elche, Elche, Gelbbauchmurmeltiere, Streifenhörnchen, Pronghorns, wilde Truthähne, Dachse, Präriehunde, Kojoten und Berglöwen sind in diesem Gebiet zu Hause. In einigen der Bäche leben Biber, die mit ihren Dämmen und Bauten eine Vielzahl von Wasserinsekten, Fröschen und Fischen beherbergen. Stein- und Weißkopfseeadler können neben Falken, Krähen, Raben, Truthahngeiern und zahlreichen Singvögeln auf der Thermik schweben gesehen werden. Angler finden in den Bächen und Teichen Bachforellen, aber in den letzten zehn Jahren sind die Bestände dieser Fische merklich zurückgegangen.