Semplificando, il territorio del Parco Nazionale dello Stelvio può essere considerato formato da due unità tettoniche sovrascorse l’una sull’altra durante i movimenti orogenetici che causarono la formazione della catena alpina.
La val Zebrù, con i suoi due versanti di natura litologica completamente diversa, è il luogo dove questo fenomeno è più facilmente comprensibile: infatti le rocce del versante sinistro sono di natura metamorfica, mentre quelle del versante destro sono di natura sedimentaria.
Circa i 4/5 del territorio lombardo del parco sono costituiti da rocce metamorfiche e le cosiddette filladi di Bormio ne costituiscono l’unità litologica fondamentale.
Grande importanza hanno gli gneiss del monte Tonale, formazione che attraversa tutte le quattro valli bresciane, con intercalazioni particolari come i marmi bianchi della val Canè.
Un cenno a parte meritano gli affioramenti magmatici che hanno dato luogo a giacimenti minerari conosciuti fin dall’antichità: in alta val Zebrù la Cima della Miniera con minerali di ferro e rame, e il Pizzo del Ferro in val Fraele.