Kinnekulle är uppbyggt av sedimentära bergarter avsatta under kambrosilur, vilka vilar på urberget. Underst finns ett lager sandsten, därefter följer alunskiffer, kalksten, lerskiffer och överst ett yngre lager av diabas, vilket skyddat de underliggande bergarterna från erosion. Här finns också det mäktigaste kända lagret bentonit i Sverige. Vegetationen är mycket