Geologia Rdzeń pasma Winds stanowi granitowy batolit uformowany głęboko pod powierzchnią ziemi ponad miliard lat temu. Na przestrzeni setek milionów lat pokrywające go inne formacje skalne uległy zwietrzeniu. Gdy postępowało wypiętrzanie się gór w czasach orogenezy laramidzkiej, erozja doprowadziła do tego, że nie zostało nic poza granitowym rdzeniem. Epoka lodowcowa, rozpoczęta 500 tysięcy lat temu, uformowała góry w dzisiejszym kształcie. Pozostałością okresu zlodowacenia są liczne jeziora i cyrki polodowcowe, z których najbardziej znany jest Cirque of the Towers, w południowym odcinku pasma. Lasy Państwowe Shoshone obejmują 16 nazwanych i 140 nienazwanych lodowców tylko po wschodniej stronie gór, a dalszych 27 znajduje się w Lasach Państwowych Bridger-Teton po stronie zachodniej. Kilka z nich to największe lodowce amerykańskiego odcinka Gór Skalistych, przy czym Gannett Glacier spływający z północnych stoków Gannett Peak, jest największym pojedynczym lodowcem Kordylierów.
Hydrologia Po obu stronach pasma bierze swój początek kilka dużych rzek. Rzeki Green i Big Sandy płyną na południowy zachód, podczas gdy Wind River na wschód przez basen rzeki Shoshone.