이 일대에는 6천 5백만 년에서 8천 1백만 년의 연대를 보이는 백악기 후기 지층들, 즉 경상층군 상부에 해당하는 지층들이 분포하고 있다. 이들 퇴적암은 대부분 측방 연속성이 양호한 역암 · 사암 · 이암 · 실트스톤 및 셰일 등으로 구성되어 있으며, 이들 퇴적암 외에 응회암 · 집괴암 · 암맥 · 암상 등 화성암이 협재되거나 관입된 상태로 발달한다. 이 공룡발자국 유적지는 2003년 2월 4일 천연기념물로 지정되었다.
공룡발자국은 대부분 회색 내지 암회색 세립질 사암이나 실트스톤 이암층에 보존되어 발견된다. 발자국화석이 산출되는 성층면에는 건열과 연흔 등의 퇴적구조와 무척추동물의 생흔화석이 함께 산출된다.
낭도리에 보존되어 있는 공룡 발자국은 조각류의 보행렬이 11개, 수각류의 보행렬이 3개가 관찰된다. 발자국의 크기는 조각류의 경우 약 20㎝에서 50㎝까지 다양하며 수각류는 대부분 30㎝ 이하의 소형이다.
공룡발자국은 낭도리 외에도 여수시 화정면의 여러 섬, 즉 적금도 · 사도 · 추도 · 목도 등지에도 다양한 공룡 발자국들이 발견된다. 이들 섬들에서 발견된 공룡발자국 화석은 총 3,800여점이, 보행렬은 총 127개가 확인되었다.
발자국 화석은 낭도리에서 978점, 사도 818점, 추도 1957점, 목도 50점, 적금도 20점이 각각 산출되었다. 종류별로는 조각류가 80%, 용각류가 17%, 수각류가 3%의 비율을 보인다.
낭도리를 비롯하여 사도와 중도, 장사도에 분포하는 응회암에는 규화목이 보존되어 있다. 이들은 구과류(Coniferous)에 속하는 2개 속(Cupressinoxylon, Taxodioxylon)이 확인되었으며, 특히 낭도리의 식물화석은 그 조직을 관찰한 결과 ‘Taxodioxylon’과 1개의 쌍자엽식물(Dicotylodonous)의 목재로 확인되었다.
여수 낭도리 공룡발자국화석 산지는 5개 섬에서 4천여 점의 공룡발자국 보고되었으며, 세계 최장의 84m 조각류 보행렬이 확인되었다. 또한 목재화석, 연체동물화석, 개형충, 생흔화석 등 다양한 화석이 보고 되었으며, 연흔, 건열, 층리, 결핵체 등 퇴적구조가 풍부한 백악기(BC 1억3500만년 ~ 6500만년) 최후기고환경 해석 최적지이다.
공룡발자국 화석과 함께 발견되는 다양한 무척추동물의 생흔화석들은 당시의 이곳 퇴적환경이 충적선상지, 충적평원 및 호수였음을 알려준다.