Budowa geologiczna Muchowskie Wzgórza są zbudowane z bazanitu epoki mioceńskiej i stanowią część dawnego wulkanu z pokrywą zasadowej lawową. Bazanit budujący wzniesienie jest spękany w regularne słupy o średnicy od 30 do 40 cm, oraz w nieregularne pseudosłupy, o średnicy do 2 m, występujące w najwyższej części wzgórz. Słupy bazaltowe najlepiej są widoczne w wyrobisku dawnego kamieniołomu pod szczytem Mszany, od strony południowo-zachodniej.
W szczytowej partii Muchowskich Wzgórz, powyżej 450 m n.p.m., występują ściany i żebra skalne (klify mrozowe), o wysokości do 8 m. Poniżej występują rumowiska skalne, które tworzą duże ostrokrawędziste bloki skalne powstałe w plejstocenie w wyniku detrakcji i zamrozu. Rumowiska pokrywają terasy krioplanacyjne oraz niższe partie stoków.
Niższe partie stoków o łagodnym nachyleniu przykryte są utworami soliflukcyjnymi, u podnóża występują osady lodowcowe.
Krajobraz Krajobraz niskich gór o dobrze rozwiniętej rzeźbie peryglacjalnej niższej części wzgórz. Cały obszar zajmują lasy liściaste.