Geologia Tereny Ligoty-Panewnik położone są w niecce górnośląskiej, a obszar ten ma budowę zrębową. Na przełomie dewonu i karbonu zostało zaburzone paleozoiczne podłoże Wyżyny Śląskiej poprzez utworzenie zapadliska, które w okresie karbonu zostało wypełnione przez zlepieńce, piaskowce i łupki ilaste zawierające pokłady węgla kamiennego. Utwory z tego okresu budują podłoże dzielnicy bezpośrednio pod utworami czwartorzędowymi jedynie w północnej części osiedla Kokociniec, a od reszty podłoża powstałych na skałach z neogenu rozdziela uskok. Są to wychodnie warstw orzeskich (westfal B). Jest to potężna seria zbudowana przeważnie łupków z wkładkami piaskowców, syderytów i przeszło 50 pokładami węgla kamiennego.

W okresie trzeciorzędu utworzyły się główne rysy rzeźby terenu Ligoty-Panewnik. Wówczas to dochodziło intensywnych procesów wietrzenia chemicznego i denudacji. Zasadnicze znaczenie dla rozwoju rzeźby miała w miocenie faza ruchów tektonicznych związanych z orogenezą alpejską. Spękaniu uległa wtedy płyta antyklinorium śląsko-krakowskiego, tworząc m.in. rów Kłodnicy zaczynający się na zachód od Ochojca i ciągnący się w kierunku zachodnim przez tereny dzielnicy Ligota-Panewniki.