Na linii Polanica-Zdrój – Batorów – Karłów – Ostra Góra (wzdłuż osi głównej gór) biegnie uskok tektoniczny – część płyty po południowej stronie uskoku zrzucona jest o ok. 40 m.

U północnych podnóży występują czerwone piaskowce, mułowce i zlepieńce permskie. Po stronie czeskiej oraz w Zaworach na utworach permskich zalegają niezgodnie czerwone piaskowce triasowe. Część południowa zbudowana jest z karbońskiego czerwonego granitu oraz ze starszych skał metamorficznych – łupków łyszczykowych, fyllitów oraz niewielkich wkładek amfibolitów i marmurów (wapieni krystalicznych), gnejsów. Te starsze skały przykryte są częściowo osadami czwartorzędowymi.

Rozwój rzeźby Rozwój rzeźby Gór Stołowych rozpoczął się w chwili wycofania się morza górnokredowego. Po wycofaniu się morza nastąpił długotrwały okres spokoju tektonicznego, wskutek czego powstała rozległa powierzchnia zrównania (której fragmenty zachowały się w wierzchowinie Gór Stołowych – na wysokości 850–920 m n.p.m. – Szczeliniec Wielki, Szczeliniec Mały, Skalniak i Narożnik). thumb|left|Skała „Głowa Konia” na Szczelińcu Wielkim Pod koniec środkowego oligocenu góry zaczęły się wypiętrzać, powierzchnia zrównania została rozczłonkowana i wyniesiona na różne wysokości.