Dividido en dos zonas, por un lado se encuentra la formación conocida con el nombre de Ischigualasto (San Juan) y por otro la formación de Talampaya (La Rioja).

La exploración de esta zona comenzó durante la presidencia de Sarmiento, quien ofreció una recompensa de 25000 pesos para aquellos investigadores que consiguieran determinar la existencia de nuevos yacimientos de carbón en la zona, lo que trajo aparejado una afluencia interesante de geólogos, a pesar de la inhospitalidad generalizada de la región donde no se podía obtener agua, ni pastos para el ganado.
Finalmente se descubre carbón, y también importantes rastros paleontológicos que pronto convirtieron la zona en una paraíso para los investigadores, y también para los especuladores.

Recién en el año 1958 se realiza la primera investigación formal que se comenzó a conocer con el nombre de Ischigualasto.
En 1972 se crea el Parque Natural , y un año más tarde se exponen en el Museo de Ciencias Naturales de la capital de San Juan los restos encontrados en distintas zonas del mismo.
Esta región representa una porción de la formación geológica que se conoce con el nombre de Sierras Pampeanas, que representa buena porción del centro de la República Argentina y que tiene un pasado geológico relacionado con el ciclo orogénico caledónico (semejante a una porción de los Apalaches en Estados Unidos), que luego fue erosionado y rellenado en el primer período de la Era Mesozoica (Triásico). Región que posee un promedio de 1000 metros sobre el nivel del mar, sumamente árido, con precipitaciones inferiores a los 200 milímetros y con fuertes variaciones diurnas de temperatura.
Los restos encontrados aqui nos demuestran que esta zona estuvo relacionada con un ambiente más húmedo, de ríos y lagos, por eso se han encontrado fósiles de peces y de anfibios.