Đồng văn hệ thuộc hệ tầng cổ sinh của địa chất, phân bố chủ yếu ở khu vực Cao nguyên đá Đồng Văn, tỉnh Hà Giang. Đây là hệ tầng cổ có tuổi từ thời Devon đến đầu Carbon, khoảng 400 đến 320 triệu năm trước. Các đá chủ yếu trong hệ này là đá vôi, đôi khi có xen lẫn đá phiến sét và đá silic. Đặc điểm nổi bật của đồng văn hệ là sự phát triển mạnh của các mặt cắt tầng đá vôi dày, mang nhiều hóa thạch biển cổ như san hô, tay cuộn, động vật chân khe v.v. Các nghiên cứu địa chất cho thấy trầm tích chủ yếu của hệ này được hình thành trong môi trường biển sâu, cổ đại, dưới tác động của quá trình lắng đọng carbonate quy mô lớn.

Các đặc điểm địa chất học quan trọng của đồng văn hệ chính là sự hiện diện của các cấu trúc karst độc đáo, hình thành từ hàng triệu năm phong hóa và các quá trình địa chất phức tạp. Những hang động, hẻm vực, núi hình nón và các cao nguyên đá vôi nối tiếp nhau tạo nên một cảnh quan đặc trưng và là nơi lưu giữ nhiều giá trị về hóa thạch, bảo tồn lịch sử phát triển của trái đất. Đây cũng là đối tượng nghiên cứu của nhiều nhà khoa học địa chất về nguồn gốc và quá trình tiến hóa của đá vôi cổ. Bên cạnh ý nghĩa khoa học, phân bố của đồng văn hệ còn góp phần tạo ra những mỏ khoáng sản giá trị, nguồn nước ngầm và đa dạng sinh học đặc thù vùng cao nguyên đá miền Bắc Việt Nam.

Lớp trầm tích dày đặc và cấu trúc của đồng văn hệ thể hiện sự biến đổi về địa tầng qua các thời kỳ địa chất khác nhau. Đá vôi trong hệ này thường có màu xám sáng đến xám xanh, cứng rắn, nhiều nơi bị nứt nẻ, tạo điều kiện thuận lợi cho sự hình thành và phát triển của các hệ thống hang động ngầm. Các đặc tính ấy giúp vùng Đồng Văn trở thành một trong những điểm di sản địa chất tiêu biểu của Việt Nam, được UNESCO công nhận là Công viên địa chất toàn cầu. Thành phần đá, hóa thạch cùng cấu trúc địa chất đa dạng đã cung cấp bằng chứng quý giá cho việc phục dựng lịch sử cổ đại của khu vực, đồng thời là cơ sở cho các hoạt động nghiên cứu, giáo dục và phát triển du lịch bền vững tại địa phương.