Desde el punto de vista tectónico y litológico, se distingue un zócalo paleozoico, constituido por una amplia gama de materiales entre los que predominan las pizarras y las cuarcitas, especialmente visible en las sierras de Albarracín, y una cobertura sedimentaria de materiales mesozoicos y terciarios entre los que abundan las calizas y dolomias, visibles en toda la provincia, pero sobre todo, en la sierra de Gúdar y Javalambre.