Overfladen af de prækvartære lag, dvs. de lag, som er ældre end 2,6 mio. år, ligger i Hørsholm Kommune i dybder fra ca. 20‑60 m. Nederst består de af skrivekridt fra Kridttiden. Det overlejres af op til ca. 100 m tykke lag af kalk fra Danien.
Overfladen består af aflejringer fra sidste istid. Aflejringerne, som blev afsat af flere isfremstød, består af moræneler med lag af smeltevandssand, -grus og -ler. Langs kysten kan man desuden finde spor efter gamle kystklinter. De stammer fra slutningen af sidste istid, da Yoldiahavet dækkede store dele af Danmark. Fra området syd for Rungsted og nordpå mod Nivå findes også sandaflejringer fra Littorinahavet. Den efterfølgende landhævning har medført, at disse aflejringer, som er blottet i de gamle hævede kystklinter, i dag ligger 4,5 m.o.h. I lavtliggende områder, langs vandløb og omkring Sjælsø findes desuden ferskvandsaflejringer, som blev afsat i tiden efter sidste istid.
Kommunen indvinder grundvand fra danienkalken samt fra lagene af smeltevandssand og -grus.
