Территория, занимаемая Московской областью, находится в центральной части Восточно-Европейской платформы; последняя, как и все платформы, складывается из кристаллического фундамента и осадочного чехла. В составе кристаллического фундамента — породы архейского и протерозойского возраста, в составе осадочного чехла — отложения палеозойской, мезозойской и кайнозойской эр. Наименьшие глубины залегания кристаллического фундамента (1000 м) — к югу от города Серебряные Пруды (на крайнем юге области), наибольшие (4200 м) — к востоку от Сергиева Посада (на северо-востоке области) [4].
В пределах Московской области почти отсутствуют отложения третичного периода, значительно шире распространены отложения каменноугольного и юрского периодов.
В меловой период на территории части современной Московской области находилось море, о чём свидетельствуют выходы фосфоритов и разнообразных песков. Меловые отложения наиболее распространены на севере Московской области. Море юрского периода было обширнее моря мелового периода; характерные юрские отложения (в виде чёрных глин) обнаруживаются и на территории Москвы, и в её ближайших окрестностях, в особенности — в долине реки Москвы. Отложения каменноугольного периода в Московской области представлены доломитами, известняками и мергелями. Выходы каменноугольных отложений, богатых органическими остатками, имеют место на юге (особенно в Серпуховском районе) и на западе области. Обнаружены на территории Московской области и девонские отложения.
Широко распространены в Московской области четвертичные отложения; их мощность убывает с северо-запада на юго-восток. В настоящее время большинством исследователей принята точка зрения [5], согласно которой на территории Подмосковья было четыре оледенения. Первое из них, окское, произошло в нижнем плейстоцене и распространилось до широтного отрезка долины Оки; оно почти не оставило следов на территории области. В среднем плейстоцене было два мощных оледенения — днепровское (покрывало значительную часть территории Русской равнины) и московское (остановилось немного южнее нынешней границы Москвы). Наконец, к позднему плейстоцену относится валдайское оледенение, которое не затронуло непосредственно территорию Московской области, однако оставило следы в виде флювиогляциальных отложений (преимущественно на севере области). Периодам между оледенениями соответствуют лихвинское, одинцовское, микулинское и молого-шекснинское межледниковья. Ледники оставили после себя моренные суглинки с галькой и валунами различных пород (граниты, гнейсы, кварциты; доломиты, известняки, песчаники). В районах конечных моренных гряд мощность отложений иногда достигает 100 м, на водоразделах обычно не превышает и нескольких метров.