La collina su cui sorge l'abitato si è formata nel Miocene ed è costituita da "puddinga" (conglomerato poligenico di ciottoli), mentre i versanti sono ricoperti da "Morenico Rissiense", risalenti all'omonima glaciazione. La valle del Lanza è caratterizzata da altre formazioni risalenti al Miocene, "Marne" e "Arenarie micacee" dette anche "Arenarie di Malnate", la "molera", pietra utilizzata per anni nell'edilizia malnatese formatasi 25 milioni di anni fa dai materiali che i fiumi portavano verso il mare e si depositavano sul bordo della scarpata continentale, formando una conoide sottomarina, poi sollevata sopra il livello delle acque. Le "argille", che si trovano all'altezza dei Mulini di Gurone, risalgono al quaternario e al ghiacciaio che scendeva dall'attuale Lago di Lugano. Dal primo periodo interglaciale derivano invece le "sabbie" e le "ghiaie" frammiste al "Ceppo" (conglomerato) che ricoprono i pianori delle terrazze lungo le valli. Alla glaciazione di Mindel risalgono i terreni ricoperti dal Löss, terriccio sabbioso-argilloso, che costituisce terreni scarsamente coltivabili, le "baraggie" (toponimo di un'altra zona del paese). Il centro abitato di Malnate è costruito su terrazzi ricoperti dal terriccio depositato durante l'ultima era diluviale.