El Illimani se formó en el manto paleozoicopor la presión de placas tectónicas en el periodo comprendido entre los periodos mezosoico y terciario, las rocas intrusivas fueron erosionadas dejando a la vista la formación que conocemos hoy en día, el Illimani está compuestos por rocas plutónicas (granodiorita y monzonita) con una edad de entre 208 y 23 millones de años.