De prækvartære lag, dvs. de lag, som blev afsat før istiderne, stammer overvejende fra Miocæn, selv om man i boringer også er nået ned til ældre lag fra Oligocæn og Eocæn. I øst består de af silt, sand og grus fra Tidlig Miocæn og kan bl.a. ses i klinten ved Rønshoved.
Lagene i vest stammer også fra Tidlig Miocæn, men består af vekslende sandlag, der skiftevis er aflejret på land og i havet. Langs kysterne og nord for Kolding ligger de miocæne lag i 20‑30 m’s dybde. Lagene fra Miocæn dækkes af istidsaflejringer, som især i øst kan være meget tykke. Ved Kolding når de fx tykkelser på mere end 100 m og består af smeltevandssand og -grus overlejret af moræneler. En undtagelse er bl.a. dalen, som ligger i forlængelse af Kolding Fjord, hvor de øverste aflejringer typisk består af 10‑15 m tykke smeltevandsaflejringer. Syd for Kolding er istidslagene kun op til 50 m tykke. Ved Lunderskov og Vamdrup vest for Hovedstilstandslinjen består istidslagene af 25‑30 m tykke lag af smeltevandsaflejringer. Derudover er der i boringer omkring Skanderup fundet havaflejringer fra mellemistiden Holstein i 30 m’s dybde.
Langs åer og søer kan man finde ferskvandsaflejringer af ler, sand og tørv, som er afsat i tiden efter sidste istid, mens der er havaflejringer i form af ler og sand langs Lillebæltskysten og Kolding Fjord. Der indvindes grundvand fra lagene af smeltevandssand og -grus samt fra de miocæne sandlag.
