Dovrefjell består av to bergartskomplekser: Prekambriske gneiser og folierte granitter i vest og granitt-tonalitt i øst. Det østlige området tilhører Trondheimsfeltet med kambosilurske bergarter som ble sterkt omdannet (metamorfosert) ved den kaledonske fjellkjedefolding. Høyt innhold av kis har gitt grunnlag for gruvedrift i Folldal Gruver.