I Gentofte Kommune består de prækvartære aflejringer, dvs. de lag, som er ældre end 2,6 mio. år, af København Kalk. Kalken blev aflejret for ca. 62 mio. år siden i den sene del af Danien og danner mindst 80 m tykke lag. I den sydlige del af kommunen ligger toppen af kalken i dybder på 10‑35 m, mens den i den nordlige del ligger i dybder på helt ned til 45 m.
Oven på de prækvartære aflejringer findes istidslag, som overvejende består af moræneler samt smeltevandssand og -grus. Mod syd ligger moræneleret i op til 15 m tykke lag oven på smeltevandsaflejringerne, mens smeltevandssandet og -gruset i nord ligger lige under jordoverfladen og udgør en forlængelse af hedesletten i Gladsaxe Kommune.
Langs tidligere og nutidige vandløb samt i og omkring mindre søer findes ferskvandsaflejringer, der er afsat i tiden efter sidste istid. Også de marine sandaflejringer, som ligger langs Øresundskysten, er afsat efter istiden.
Kommunen indvinder hovedsagelig grundvand fra lagene af København Kalk.
