Budowa geologiczna Wzgórza Dziwiszowskie położone są w obrębie jednostki geologicznej blok karkonosko-izerski. Podłoże geologiczne wzgórz stanowią skały karkonosko-izerskiego masywu granitowego, głównie granit. Wzgórza Dziwiszowskie odznaczają się znacznym bogactwem form morfologicznych. Urozmaicona budowa geologiczna łączy się m.in. z występowaniem wielu rodzajów skał. W Dziwiszowie w rejonie Kapeli występuje granit, a także wapień krystaliczny. Niewielki wpływ na rzeźbę terenu miały zlodowacenia plejstoceńskie. Skały wzgórz pokryte są cienką warstwą osadów plejstoceńskich w postaci glin zwałowych, piasków i żwirów. Znaczną część powierzchni zajmują osady rzeczne (aluwia) w dolinach rzecznych oraz osady wodno-lodowcowe pochodzenia erozyjnego deponowane u podnóży stoków (deluwia). Skład granulometryczny gleb również jest zróżnicowany, jednak zdecydowanie przeważaj gliny lekkie i średnie.
Rzeźba Wzgórza Dziwiszowskie pocięte są ciekami wodnymi, które dzielą je na kilka części. ,silnie kontrastujące krajobrazowo z pobliskimi Górami Kaczawskimi na północy oraz Rudawami Janowickimi na wschodzie. Najwyższe wzniesienia wzgórz nie przekraczają 500 m n.p.m.