Geologia thumb|left|Dajki dolerytowe na wyspie Ursholmen (2008) Podłoże Parku Narodowego Kosterhavet jest bardzo zróżnicowane. Znajdujące się na zachód od cieśniny Kosterfjorden wyspy oraz mniejsze wysepki zbudowane są z szarego, błyszczącego gnejsu powstałego ok. 1,6 miliarda lat temu oraz nieco młodszego czerwonoszarego gnejsu z elementami granitu. Około 1,4 miliarda lat liczą charakterystyczne dajki dolerytowe o czarnym zabarwieniu, które powstały jako intruzje magmy do pęknięć w skorupie ziemskiej. Na terenie archipelagu naliczono ich niemal 700. Na wschód od Kosterfjorden powszechnie występuje granit Bohus (), znacznie młodszy od skał tworzących podłoże wysp Koster, który wykształcił się ok. 920 milionów lat temu. Występują w nim skierowane na osi północ-południe żyły dolerytu i porfiru rombowego będące skutkiem aktywności wulkanicznej na tym terenie sprzed ok. 270 milionów lat.