ผาเดียวดาย เป็นจุดชมวิวที่กว้างและสูงที่สุดของพื้นที่อุทยานแห่งชาติเขาใหญ่ สถานที่ซึ่งเปิดให้เห็นมุมมองทางธรรมชาติ รูปร่างของทิวเขายอดราบซึ่งเกิดจากการกัดเซาะของทางน้ำ เป็นเสมือนการทำความเข้าใจบทเรียนหน้าใหม่ทางธรณีวิทยาของผืนป่าอันอุดมสมบูรณ์แห่งนี้
ทางเดินศึกษาธรรมชาติผาเดียวดาย เป็นเส้นทางยกระดับลักษณะวงรอบ จุดเริ่มต้นและสิ้นสุดอยู่ในบริเวณใกล้กันมีระยะทาง 446 เมตร ใช้เวลาเดินศึกษาธรรมชาติประมาณ 35 นาที ในเส้นทางนี้ท่านจะได้พบเห็นและรับรู้เรื่องราวของระบบนิเวศป่าดงดิบเขา สังคมพืชป่าพรุที่สูง พืชเมืองหนาว พืชผู้สร้างป่า และความซับซ้อนของธรรมชาติ นอกจากนี้ ท่านจะได้พบกับทิวทัศน์ที่สวยงามบนหน้าผาเดียวดาย
ถนนจากแยกหนองขิงขึ้นสู่เขาเขียวตัดผ่านหินตะกอนของกลุ่มหินโคราช จากหมวดหินภูกระดึงบริเวณทางแยกไต่ระดับเข้าสู่หมวดหินพระวิหารจนถึงยอดเขาเขียว หลังผ่านโค้งหักศอกจะถึงบริเวณลานจอดรถของจุดชมวิวผาเดียวดาย ฝั่งตรงข้ามลานจอดรถมีทางเดินเท้าลัดเลาะไปสิ้นสุดลง ณ บริเวณลานกว้างประมาณ 5 เมตร เหนือหน้าผาตั้งชันของผาเดียวดาย ซึ่งเป็นจุดชมทัศนียภาพของภูมิประเทศภูเขายอดราบ (Mesa) ที่เกิดจากการกัดกร่อนของทางน้ำผ่านเนื้อหินภูเขาที่มีความคงทนต่างกัน ภูเขายอดราบเป็นลักษณะภูมิประเทศที่โดดเด่นของกลุ่มหินโคราชซึ่งประกอบขึ้นด้วยชั้นหินตะกอนหลายชนิด
การยกตัวขึ้นเป็นภูเขาและถูกกัดกร่อนผุพังมาอย่างยาวนานตามยุคสมัยทางธรณีกาล สรรค์สร้างลานหินบนหน้าผาสูงชันนาม “ผาเดียวดาย” ลานหินทรายของหมวดหินพระวิหาร ซึ่งเนื้อหินประกอบด้วยเม็ดทรายสีขาวและน้ำตาลอ่อน ขนาดของเม็ดทรายไล่เลี่ยกัน ชั้นหินหนาแสดงชั้นเฉียงระดับ เป็นหลักฐานการเปลี่ยนทิศทางของกระแสน้ำแห่งธารประสานสายครั้งอดีตอย่างชัดเจน การกัดเซาะของทางน้ำลงลึกตามความลาดชัน พาเอาหินที่รองรับอยู่ส่วนล่างหลุดพังทลายลงเหลือเฉพาะชั้นหินบนสุดหนาประมาณ1 เมตร ยื่นออกไปเหนือหุบเหวด้านล่างที่ปกคลุมด้วยต้นไม้ ยากที่จะหยั่งถึงความลึกได้
กระบวนการผุพังได้เปลี่ยนหินทรายเป็นเม็ดตะกอนทรายขาว และพัดพาเข้าสู่วัฏจักรของการทับถม เป็นหลักยึดให้ไม้ป่าหลายชนิดได้อาศัยเจริญเติบโตขึ้น สร้างความสวยงามเพิ่มเสน่ห์ให้แก่บริเวณหน้าผาอันเดียวดายแห่งนี้
ภูเขายอดราบ (Mesa) ภูมิสัณฐานโดดเด่นจากกระบวนการกัดกร่อนผุพังโดยทางน้ำในหินตะกอนหลายชนิดของ “กลุ่มหินโคราช” ที่มีความทนทานต่อการกัดเซาะผุพังต่างกัน เปลี่ยนที่ราบสูงกว้างใหญ่ให้เป็นภูเขายอดราบคล้ายโต๊ะมีพื้นที่ไม่เกิน 10 ตารางกิโลเมตร และมีไหล่เขาชันขึ้นไปตามความสูง เช่น ภูกระดึง และภูหลวงเป็นต้น หากการกัดกร่อนดำเนินต่อไปจนพื้นที่บนยอดเขาเหลือไม่ถึง 1 ตารางกิโลเมตร จะเรียกว่าภูเขายอดป้าน (Butte)
ร่องรอยแห่งสายน้ำบนชั้นเฉียงระดับชั้นเฉียงระดับ หลักฐานการสะสมตัวของตะกอนโบราณโดยธารประสานสายขนาดใหญ่ มีลักษณะเป็นโครงสร้างการวางตัวของชั้นหินที่เอียงเททำมุมกับแนวระนาบของชั้นหินปกติ เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงทิศทางของกระแสน้ำ ทำให้ตะกอนดินทรายไม่สามารถตกจมเป็นระดับปกติได้ ต้องเอียงเทในแนวทางตามกระแสน้ำ
ที่น่าสนใจ เช่น ช้องนางคลี หญ้าข้าวกล่ำ เป็นต้นนอกจากนี้ยังมีไม้ใหญ่อื่นๆ ซึ่งมักถูกปกคลุมด้วยมอสเป็นสีเขียวแลดูสดชื่น และยังมีไม้หอมพวกกฤษณาอีกด้วย ใช้เวลาเดินผ่านป่าดิบชื้นนี้ประมาณ 15 นาที ก็จะถึงจุดชมวิวผาเดียวดาย แลเห็นเขาสมอปูนทางขวามือและทุ่งงูเหลือมอยู่ตรงกลาง หากโชคดี เส้นทางศึกษาธรรมชาติผาเดียวดายนี้ อาจพบนกหายากบางชนิด เช่น นกเงือก นกปรอดดำ นกแซงแซวหางบ่วง เป็นต้น