En la depresión se distinguen claramente dos tipos de roquedo que van a condicionar no sólo los aspectos morfoestructurales sino también la aptitud de los suelos en el aprovechamiento agrario: los materiales del viejo zócalo del Primario que afloran, sobre todo, en el oeste de la cuenca, así como en los bordes del macizo Asturiano y en el sistema Central, y los materiales sedimentarios (arcillas, yesos, margas, calizas de los páramos, arenas, conglomerados, gravas), depositados en el Terciario y Cuaternario en el centro de la región.