Budowa geologiczna Wysoczyzna Siekierczyńska jest tektoniczną wyniosłością na wypiętrzonym fragmencie Masywu Czeskiego. Należy do jednej wielkiej struktury geologicznej Sudetów zwanej niecką północnosudecką' obejmująca przeważający obszar pogórzy, została uformowana w schyłkowej fazie waryscyjskich ruchów górotwórczych w karbonie i aż do okresu górnej kredy wypełniała się osadami morskimi i lądowymi oraz utworami wulkanicznymi. Zajmuje północno-zachodni fragment niecki śródsudeckiej. Tereny Wysoczyzny Siekierczyńskiej posiadają budowę geologiczną składającą się z utworów zaliczanych do czwartorzędu, trzeciorzędu i ordowiku. W jej podłożu występują zlepieńce permskie i gnejsy, przykryte gliną zwałową i piaskami. Wysoczyzna Siekierczyńska kryje w swym wnętrzu różnorodne bogactwa mineralne: należą do nich głównie bazalt, węgiel brunatny, gliny, piaski i żwiry.