I likhet med flere av vassdragene i Midt-Norge har Gråelva store løsmasseavsetninger av morene, silt og leire som ble avsatt under nedsmeltingen etter siste istid. En stor del av nedbørfeltet ligger under marin grense. I leiravsetningene ligger lommer av kvikkleire. En landsomfattende undersøkelse av Norges Geotekniske Institutt (NGI) på slutten av 1980-tallet viste at Skjelstadmark i Stjørdal har landets største kvikkleireforekomster.