El patrimonio geológico de Cofrentes es muy variado y de los más ricos del territorio valenciano. En su término se encuentra el principal conjunto volcánico continental de la Comunidad Valenciana. Está formado por tres afloramientos con alineación NO-SE. El mayor de ellos es el Cerro Agras que se corresponde con el volcán, de tipo estromboliano caracterizado por lavas viscosas y erupciones explosivas. En la ladera sur, junto a los restos de un antiguo corral de ganado, se alza el segundo de los afloramientos, el pico del Fraile. El tercero se encuentra al otro lado del río Cabriel, en su margen derecha, y se trata del promontorio sobre el que se asienta el castillo.

El origen del vulcanismo en Cofrentes se debe a la suma de una serie de procesos geológicos que propició la expulsión del magma hacia el exterior: su localización en el contacto entre los sistemas Ibérico y Prebético, en el fondo de una fosa tectónica recorrida por fallas, y el relativo menor grosor de la corteza terrestre en esta parte de la Península Ibérica. La actividad volcánica se desarrolló entre el Plioceno (a finales del Terciario), hace 2,6 millones de años, y el Pleistoceno (principios del Cuaternario), hace 1 millón de años.

Aunque se considera un volcán apagado, la relativa menor potencia de corteza terrestre, unos 15 kilómetros de grosor, posibilita la presencia de gases del magma en el territorio. Es el caso del principal manantial del balneario de Hervideros, que facilita nombre al complejo, y que recibe dicha denominación por el burbujeo que provocan los gases en el agua, semejante al del agua en ebullición.

Sin embargo, la riqueza geológica cofrentina es más amplia. En el Inventario Español de Lugares de Interés Geológico se recogen dos emplazamientos en el término, el conjunto volcánico (con código IB132) y la formación de arcillas de Cofrentes (código IB047). Este último se localiza junto a la carretera N-330, a medio camino del puerto de la Chirrichana, lugar donde el desmonte realizado para la carretera permite contemplar un potente perfil sedimentario del Keuper formado por arcillas versicolores.