De prækvartære lag, dvs. de lag, som er ældre end 2,6 mio. år, består øverst af mere end 150 m tykke lag af fedt ler, glimmerler og glimmersand fra Sen Oligocæn og Tidlig Miocæn. Ler fra Oligocæn kan bl.a. ses i Lyby Klint ud mod Skive Fjord. Lagene ligger højest i den nordlige del af Salling, hvor de er skubbet op af en saltdiapir, hvis top ligger i 190‑200 m’s dybde. Omkring saltdiapiren findes lag af skrivekridt fra Kridt, danienkalk fra Danien, moler fra Eocæn og ler fra Oligocæn.
Over de prækvartære lag findes aflejringer fra de tre seneste istider, Elster, Saale og Weichsel. Istidsaflejringerne består overvejende af moræneler samt smeltevandssand og -grus. På en strækning mellem Struer og Viborg, tværs gennem Skive Kommune, findes desuden smeltevandsler fra Elster.
I kystklinterne ved Kås Hoved, Gyldendal og Hostrup findes havaflejringer fra istiden Elster og mellemistiden Holstein. Derudover kan man bl.a. langs Harre Vig, Selde Vig og Sæbygårds Hage se havaflejringer fra tiden efter sidste istid. Langs de mange dale og vandløb i kommunen findes også forskellige ferskvandsaflejringer.
Grundvand indvindes især fra lagene af smeltevandssand og -grus, men stedvis også fra skrivekridtet eller glimmersandet.