太古界赞皇群 分布于百家岩东部一带，厚度800～1000米，为一套中深度变质的片岩、片麻岩，为该区古老基底。
中元古界蓟县系云梦山组 分布于西仓村、子房湖、温盘峪、沟坡寺、寺头顶、百家岩东部等处，为浅灰色—紫红色的浅变质石英岩状砂岩、沙砾岩，交错层理、斜层理、泥裂、波痕十分发育，呈现为潮坪—临滨相的陆源碎屑沉积特征。与下伏地层太古界呈角度不整合接触，厚度150～180米。
古生界寒武系 分布于青龙峡、云台山、百家岩一带，地层出露完整，岩性主要为碳酸盐岩、泥岩和少量砂岩类沉积。下部为碎屑类夹碳酸盐岩，中部为中厚层灰岩、鲕状灰岩（或白云岩）沉积，上部以白云岩为主。富含生物化石三叶虫，与下伏地层中元古界呈平行不整合接触，厚度380～590米。
古生界奥陶系中下统 广泛分布于北部山区和浅山区，为一套台地碳酸盐岩沉积。下部为含砾、砂、角砾的白云岩与含生物碎屑的灰岩、薄层状的白云岩组合，中部以含生物碎屑的灰岩为主，夹有白云岩，上部为含生物碎屑的灰岩、白云岩、互层，含生物化石三叶虫、菊石、角石、牙形石等。与下伏地层寒武系呈平行不整合接触，平均厚度470米。
石炭系中上统 分布于洼村、艾曲、洞湾、孟泉和王窑一带，其他地方零星出露。主要为黏土岩、砂岩、页岩夹层状灰岩，其中含5～8层煤，底部为山西式铁矿，含腕足类、瓣腮及蜒科化石。与下伏地层奥陶系呈平行不整合接触，平均厚度80米。
二叠系下统 零星分布于西村乡谷地，面积2平方千米，为一套陆相碎屑沉积，岩性为泥岩、砂岩，含该区重要经济煤层二1煤，厚度220米。
第四系 分布于山前冲洪积平原和山间沟谷地带以及河谷阶地上，岩性为砂砾岩、亚砂土、亚黏土等，与下伏地层呈角度不整合接触，平均厚度50米。