Toppen af de prækvartære aflejringer, dvs. de lag, som er ældre end 2,6 mio. år, ligger 40‑60 m under jordoverfladen og består overvejende af kalk fra Danien. Vest for Esrum Sø findes der dog også ler og sand fra Selandien. Istidsaflejringerne består af moræneler samt smeltevandssand og -grus. De er bl.a. blottet i klinterne ved Nakkehoved og Tisvildeleje.
Flere steder langs kysten findes aflejringer fra Littorinahavet og nutidens hav. Det er også tilfældet omkring Arresø, som i stenalderen var en del af Littorinahavet. Også den nu udtørrede Søborg Sø har udgjort en del af Littorinahavet og rummer aflejringer fra fire havstigninger samt aflejringer fra Yngre Dryas. Langs kysterne ud mod Kattegat og ved Arresøs nordlige kyst findes kystklitter med flyvesand.
Der indvindes grundvand fra lag af danienkalk samt fra lag af smeltevandssand og -grus.
