De øverste prækvartære lag, dvs. de lag, som er ældre end 2,6 mio. år, består nederst af kalkholdigt ler fra Eocæn. Det overlejres af aflejringer fra Oligocæn, der består af fedt, grågrønt ler, som dækkes af glimmerler i grå, grønlige og brunlige farver, samt af fint glimmersand. Leret indeholder mineralet glaukonit og har et stort indhold af fossile snegle og muslinger, hvilket viser, at det blev aflejret i havet. Lagene fra Oligocæn kan være op til 15 m tykke og er mange steder blevet deformeret af isen.
Over de prækvartære aflejringer findes istidsaflejringer af især moræneler samt smeltevandssand og -grus. Istidslagene varierer i tykkelse. Mod nord kan man finde begravede dale, som er fyldt af mere end 100 m tykke istidsaflejringer. Omkring Brabrand er istidslagene op til 150 m tykke, og ved Malling når de tykkelser på helt op til 230 m.
Langs åer og søer findes der ferskvandsaflejringer fra tiden efter sidste istid, mens der stedvis langs kysten ses havaflejringer af sand og ler.
Grundvand indvindes især fra lagene af smeltevandssand og -grus.
