L'Appennino reggiano presenta numerosi elementi di interesse geologico, alcuni diffusi anche in altre località della dorsale montana, altri, più rari, denotano in modo specifico questo segmento di Appennino. In ogni caso, la concentrazione di fenomeni geologici in quest'area relativamente ristretta è singolarmente notevole.

Tra i fenomeni più interessanti si segnalano i vulcani di fango, i calanchi, i gessi miocenici, i gessi dell'alta val Secchia, le ofioliti.

L'ossatura di quasi tutte le principali cime dell'Appennino reggiano è costituita da arenarie, rocce sedimentarie che possono avere diversa composizione. L'arenaria più caratteristica del crinale è quella detta "macigno", compatta e resistente all'erosione. Frequenti sono anche le stratificazioni di calcari, intercalati ad altri tipi di roccia (detti flysh calcareo-marnosi). In alcuni punti, per esempio presso i torrenti che con la loro azione erosiva hanno messa a nudo la roccia, le stratificazioni del flysh assumono un aspetto evidentissimo. Vi si può leggere dal vivo il millenario sovrapporsi sul suolo marino di depositi diversi per spessore e consistenza che ora i movimenti della terra hanno trasformato in un paesaggio montano. In alcuni casi, quando la stratificazione assume un orientamento verticale, il dilavamento delle componenti più tenere lascia in piedi solo gli strati più resistenti che prendono l'aspetto di gigantesche muraglie (come i cosiddetti Muri del Diavolo tra Vezzano e Casina).

Tra i fenomeni interessanti abbiamo la Pietra di Bismantova, si presenta come un enorme scoglio roccioso (1047 metri s.l.m.) sulla cui sommità si estende un vasto pianoro erboso di 12 ettari, ricoperto di carpini e noccioli.La Pietra di Bismantova, con tutta la zona circostante di interesse archeologico e naturalistico, è inserita nel territorio del PArco Nazionale dell'Appennino Tosco-Emiliano.
 
L'alto Appennino reggiano è caratterizzato anche dalle tracce degli antichi ghiacciai scomparsi. Durante i periodi glaciali del Quaternario (l'ultimo risale a 10.000 anni fa) nella montagna reggiana si formarono numerosi ghiacciai che, con il loro movimento verso valle, trasportarono detriti ed ebbero una forte azione erosiva. Queste tracce sono costituite dai grandi anfiteatri scavati nelle montagna, come se ne vedono nella valle dell'Ozola in località Lama di Mezzo o alle sorgenti del Secchia sul Casarola, da accumuli di detriti morenici e dai laghi di crinale, fra i quali il lago del Cerreto e il lago Calamone sotto il Ventasso.