De prækvartære aflejringer, dvs. de aflejringer, som er ældre end 2,6 mio. år, består i Favrskov Kommune af rødt, grønt og gråt ler, der blev aflejret i havet i Paleocæn, Eocæn og Oligocæn. I den nordlige og østlige del af kommunen ligger lagene tæt på jordoverfladen, kun dækket af få meter tykke istidsaflejringer. I den øvrige del af kommunen ligger leret dybere. Omkring Ulstrup, Hadsten og Hinnerup består de øverste lerlag af sort glimmerler med glaukonit fra Oligocæn. Under næstsidste istid, Saale, pressede isen det prækvartære ler op i bakken Lysnet nordvest for Hadsten.
Over de prækvartære lag kan man finde aflejringer fra fire istider: Menap, Elster, Saale og Weichsel. De øverste lag stammer fra sidste istid, Weichsel. Med undtagelse af den vestlige del af kommunen, hvor lagene udgøres af smeltevandssand og -grus, består de overvejende af 1,5‑50 m tykke lag af moræneler. Enkelte steder kan istidslagene nå tykkelser på helt op til ca. 100 m. Det er fx tilfældet i de begravede dale ved Hammel og Thorsø. Langs vandløb som Gudenå findes ferskvandsaflejringer af bl.a. tørv og gytje fra tiden efter sidste istid.
Der indvindes grundvand fra lagene af smeltevandssand og -grus.
