I Silkeborg Kommune består de øverste prækvartære lag, dvs. dem, som er ældre end 2,6 mio. år, af lag fra Miocæn. Mod øst blev der aflejret kvarts- og glimmersand samt tynde lerlag i havet, mens der i deltaer og floder blev aflejret sand med planterester. Yngre havaflejringer af ler og sand findes i vest. Enkelte steder, som ved Salten Profilet, kan man også finde aflejringer fra Oligocæn. Derudover indeholder nogle af erosionsbakkerne fra næstsidste istid, Saale, sand fra Miocæn. Det gælder bl.a. den 148 m høje Sorring Låddenhøj.
Over de miocæne lag findes aflejringer fra flere forskellige istider. De omfatter smeltevandssand og morænesand fra istiden Elster, smeltevandssand og -grus samt morænesand fra næstsidste istid, Saale, og morænesand og -ler fra sidste istid, Weichsel. En del af de geologiske lag er deformeret af isen og viser, at der i løbet af de tre istider har været op til syv isfremstød. Det meste af kommunen ligger øst for Hovedstilstandslinjen og dækkes af op til 15 m tykke lag af moræneler. Mod vest ligger smeltevandssand og -grus i lag, som oftest er 15‑20 m tykke, men stedvis kan nå tykkelser på op til 100 m.
Langs åer og søer findes ferskvandsaflejringer fra tiden efter sidste istid, og i Gudenådalen samt i flere mindre ådale er der aflejret ferskvandssand og -grus.
Der indvindes grundvand fra lagene af smeltevandssand og -grus samt fra de miocæne sandlag.
