Čeprav v planinski literaturi Ziljske Alpe prištevamo k Južnoapneniškim Alpam, pa v geološkem pogledu sodijo k Vzhodnim Alpam, saj že ležijo severno od periadriatskega šiva. To so ostanki sedimentnih (apnenčastih) gora, ki jih je ob dvigovanju Centralnih Alp (Visokih Tur) potisnilo na južno stran od le-teh, medtem ko večina preostalih sedimentnih Alp leži na severni strani (Severnoapneniške Alpe).
Najpomembnejše kamnine, iz njih so zgrajeni vrhovi osrednje verige Ziljskih alp in Lienških dolomitov, so srednje in zgornjetriasni apnenci (največ je Wettersteinskega apnenca), ki so na številnih mestih tudi dolomitizirani. Poleg vrhov iz dolomita in apnenca pa na obrobju Ziljskih Alp najdemo tudi vrhove iz starejših metamorfnih kamnin (paragnajs), podobnih kamninam v sosednjih skupinah Visokih Tur (Kreuzeck, Defregger) ali v skupinah Gurktalskih in Lavanttalskih Alp bolj na vzhodu. Barvna skica zgoraj kaže, da so iz teh kamnin zgrajeni predvsem zaobljeni nižji vrhovi na jugu Lienških Dolomitov, vrhovi med Kötschachom in Hermagorjem ter Goldeck nad Spittalom (ne pa tudi južno od njega stoječa Staff in Latschur).
Skupaj s severno verigo Karavank Ziljske Alpe tvorijo takoimenovani Drauzug – verigo gora, ki geološko pripada skupini Austroalpin (Vzhodne Alpe). Medtem ko je večina vrhov Lienških Dolomitov do višine 2000 m zgrajena iz glavnega dolomita (dolomia principale), pa so vrhovi v vzhodnih skupinah Ziljskih Alp zgrajeni iz apnencev in dolomitov nekoliko starejše wettersteinske formacije, pa tudi iz werfenskih in dachsteinskih apnencev (slednji so na Dobraču). Sicer pa je kamninska sestava teh gora precej kompleksna. Sedaj pa pojdimo po gorstvu podrobneje:
Vršni del zahodnega dela Dobrača je zgrajen iz srednjetriasnega Wetersteinskega apnenca. Sam vrh pa je nekoliko mlajši, zgrajen je iz grebenskega apnenca zgornjega triasa. Na severnem in južnem obrobju je Wettersteinski apnenec pomešan z dolomitom in to je kamnina, ki je na južni strani masiva ob potresu v 14. st. zgrmela v dolino. Na zahodnem obrobju masiva pa v spodnjem delu lahko vidimo še tri starejše plasti kamnin: Najprej je pas apnencev iz srednjega triasa, pod njim je pas skrilavcev iz spodnjega triasa, še nižje pa je permski peščenjak – torej kamnina, ki izvira že iz obdobja paleozoika. Z geološkega vidika je zanimivo (s planinskega pa prav nič) območje, kjer Nötschbach prereže južni del ziljske verige. Tam so precej starejše paleozojske kamnine, ko peljemo v dolino, na levi vidimo velik dnevni kop. Tam na plano prihajajo skrilavci, peščenjaki, konglomerat in breča iz obdobja karbona, pa tudi nekaj metamorfnih kamnin.
Po grebenu Kobesnocka gre ena od obeh vej glavnega grebena Ziljskih Alp (druga je Dobrač), ki se na vzhodu pri Beljaku nato končajo. Tudi Kobesnockov greben je zgrajen iz sivega Wettersteinskega apnenca (srednji trias), na severnih pobočjih pa je ta vedno bolj pomešan z dolomitom, ki nato prevlada. Na obeh straneh grebena so malo nad dolino tudi plasti triasnih skrilavcev, tam so bila najbogatejša rudišča.
Severno od Latschurja je v okljuku Drave edini del Ziljskih Alp, v katerem vrhovi niso zgrajeni iz sedimentnih kamnin. Iz Visokih Tur, točneje iz skupine Kreuzecka, namreč čez Dravo sega del Alp, ki so zgrajene iz metamorfnih kamnin. Tak je Goldeck in tak je tudi že Kreuzbühel, tik severno od Latschurja. Geološko strukturo tega dela Ziljskih Alp torej tvorita dva kompleksa metamorfnih kamnin, ki pripadata vzhodnoalpskemu pokrovu. Najpogostejše kamnine so gnajs, skrilavci, kvarcit in filit, na več območjih pa se pojavlja tudi marmor.
Južno od Kreuzbühla, torej na sedlu tik severno pod Latschurjem pa se kamnina spremeni in začne se glavni greben Latschurjeve skupine, ki poteka v »ziljski« smeri, torej od zahoda proti vzhodu. Ta je, tako, kot večina preostalih Ziljskih Alp, zgrajen iz triasnih apnencev in dolomitov. Najbolj zanimive so severne vesine teh gora. Imajo namreč izrazito plastovito zgradbo, saj so med ploščaste apnence in dolomite vmešani nekoliko starejši, tudi plastoviti peščenjaki.
Tschekelnock / Čegla gora
Wettersteinski apnenec in dolomit, ki tvorita najvišje vrhove Ziljskih Alp, se z Graslitzna vlečeta proti vzhodu tudi na Čeglo goro. Tudi tega obdajajo pasovi malo mlajšega, orudenega dolomita, še bolj na jugu pa je razbiti greben Gaißruckna, ki strmo prepada proti območju Sv. Štefana, spet zgrajen iz Wettersteinskega apnenca in dolomita.
Geologija območja Spitzegla in Graslitzna je dokaj enostavna. Najvišji vrhovi so iz Wettersteinskega apnenca, pomešanega z dolomitom, obdaja pa jih pas nekoliko mlajših, pretežno dolomitnih kamnin, ki omogočajo nastanek planin in na južni strani teras nad dolino Zilje.
Veliki zemeljski podor s Spitzegla
Geologi so odkrili, da je v času pred zadnjo veliko poledenitvijo (wurmsko obdobje), torej več kot pred 20.000 leti, prišlo do velikega podora prav izpod samega vrha Spitzegla. Ocenjujejo, da se je več kot 5 milijonov m3 skal zrušilo proti jugu, čez strugo potoka Vella, nakar je maso zaustavilo danes okrog 700 m visoko hribovje sredi Ziljske doline. Kasneje so skalovje podora v veliki meri odnesli ledeniki, ki so tudi sicer preoblikovali površje doline, a ostanke je še vedno mogoče najti (ista kamnina, kot pod vrhom Spitzegla) in tudi v sami obliki Spitzegla, je še mogoče videti veliko rano podora.
Tudi glavni greben Reißkofla (od glavnega vrha na zahodu, do Sattelnocka na vzhodu) je v celoti zgrajen iz Wettersteinskega apnenca, ponekod pomešanega z dolomitom. Te kamnine se na vzhodu onkraj Kreuzbergsattla vlečejo še naprej na Spitzegel in tako tvorijo hrbtenico Ziljskih Alp. Na severni strani masiva Reißkofla je še obsežno območje nekoliko starejših apnencev in dolomitov, vmes pa pas dolomita in dolomitne breče iz zgornjega triasa. Za planince, ki se vzpenjajo na Reißkofel od jugovzhoda, pa je zanimivo področje Jochalm. Ta planina je, tako kot tudi celotno področje proti vzhodu, tja do Hermagorja / Šmohorja, zgrajena iz metamorfnih kamnin, zato v teh predelih prevladujejo blage, valovite oblike hribov, ob prelomih in v globljih grapah pa so zanimiva in bogata nahajališča mineralov.
Slika na levi kaže, da so vsi najvišji vrhovi skupine iz Wettersteinskega apnenca, v katerem so bila, podobno, kot v Karavankah (Obir, Peca) bogata rudišča. Na severni strani grebena so še drugi, starejši apnenci, na južni strani pa tudi dolomiti, konglomerat in peščenjaki.
Pri kraju Laas, ob cesti iz Kötschacha v Oberdrauburg, si je na višini 830 m mogoče ogledati kakih 9 m dolge ostanke okamenelega drevesa s premorom 55 cm. V bližini je še več ostankov manjših dreves. Izvirajo iz geološkega obdobja paleozoika, torej izpred kakih 350 milijonov let! Najdišče je zaščiteno kot naravni spomenik.
Schatzbichl in Auf der Mussen
Slika na levi ilustrira geologijo področja Schatzbichla in velike planine Auf der Mussen. Vidimo, da je divja grapa Gailbergbacha nastala ob prelomnici, ki hkrati tudi loči območje dolomita in breče od pretežno apnenčastih območij. Travniki Auf der Mussna so na različno starih triasnih apnencih, ki v nižjih predelih preidejo v peščenjake, še nižje pa v metamorfne kamnine.