Geologisk sett hører Galdhøpiggen til Den kaledonske fjellkjede, i likhet med de fleste fjellkjeder i det sydlige Norge. Fjellet består hovedsakelig av den magmatiske bergarten gabbro, som finnes i store deler av Jotunheimen. Det var i istidene at fjellet fikk sin nåværende form, ettersom den var dekket av isbreer. Noen geologer har nå gått vekk i fra teorien om at de høyeste toppene i Norge sto opp av isen som nunataker.