Kommunens øverste prækvartære lag, dvs. de lag, som er ældre end 2,6 mio. år, består af danienkalk samt grønsandskalk og ler fra Selandien. Toppen af danienkalken ligger i 30‑50 m’s dybde og overlejres af grønsandskalk og ler, som strækker sig op til ca. 10‑20 m under overfladen i den sydlige del af kommunen.
Oven på de prækvartære lag findes aflejringer af moræneler samt smeltevandssand og -grus fra sidste istid. Langs Isefjord og Roskilde Fjord ligger desuden marine aflejringer af ler, sand, grus og sten, som er afsat efter istiden. Omkring Skuldelev og Selsø samt på Eskilsø findes aflejringer fra Littorinahavet. Derudover findes der mange steder ferskvandsaflejringer under de marine lag. Disse aflejringer stammer fra tiden før Littorinahavet.
I kommunen indvindes der grundvand fra danienkalk og grønsandskalk samt fra lagene af smeltevandssand og -grus.
