锡林郭勒盟地域辽阔，地史演化齐全漫长，矿产资源丰富。多次地壳运动与随之发生的岩浆、构造、变质以及风化、剥蚀、搬运、沉积等地质作用，不断改造着地貌、地质特征。经过漫长的地史演化，形成现在的构造格架和地形地貌。锡盟地区跨越不同的构造单元，各构造单元也经历各异的地质发展过程，形成各具特色、彼此差异的地层、构造、岩浆岩和矿产特征。

一、地层

锡林郭勒盟境内地层大致以北纬42度线为界，南部为华北地台北缘，属华北地层区张家口小区；北部为中亚—蒙古地槽，属天山—兴安岭地层区的内蒙草原分区镶黄旗—赤峰小区、阿巴嘎旗小区，部分西拉木伦河小区及兴安岭分区的东乌珠穆沁旗小区、西乌珠穆沁旗小区和部分林西小区。各形成不同的沉积建造和生物群特征。

锡林郭勒盟地区的地层发育较全，除三迭系未被证实其存在之外，早自太古界，晚至新生界均有出露，地层总厚度大于82910米。

二、岩浆岩

锡林郭勒盟地区岩浆岩分布极为广泛，出露面积约占区内基岩出露面积的一半左右。按成因可分为侵入岩和喷出岩两大类。喷出岩沉积形成地层。

锡林郭勒盟南部地台区侵入岩分布有限，在太仆寺旗东井子一带有中元古代晚期超基性岩的分布，但规模小。锡林郭勒盟的岩浆岩主要分布于地槽区。大致划分为加里东早期、中期、晚期，华力西早期、中期、晚期，印支期，燕山早期、晚期等4个岩浆期9个亚期，其中以华力西晚期和燕山早期侵入活动最为强烈，成矿作用也最为重要。

1.加里东旋回侵入岩

加里东早期侵入活动主要表现为超基性—基性岩浆侵入。岩体出露面积70平方公里。其中以苏尼特右旗图林凯基性—超基性岩体为最大，约60平方公里。余者还有苏尼特右旗武艺台超基性岩体，阿巴嘎旗查干淖尔超基性岩风化壳，苏尼特左旗交其尔、乌兰呼都格，苏尼特右旗哈拉敖包超基性岩体等。超基性岩体呈脉状产出，密集成群，总体展布方向为近东西向。

加里东中期侵入岩以苏尼特左旗昌特敖包片麻状石英闪长岩和花岗闪长岩岩体为代表，出露面积大于250平方公里。岩体呈岩基状东西向产出。

加里东晚期侵入岩以阿巴嘎旗楚鲁特蚀变斜长花岗糜棱岩岩体为代表、出露面积为5平方公里，最大岩体面积为3平方公里。

2.华力西旋回侵入岩

华力西早期侵入岩以锡林浩特市贺根山超基性岩体为代表，出露面积约44平方公里。岩体主体为斜辉辉橄岩。

华力西中期侵入岩以西乌珠穆沁旗达青牧场米生庙石英闪长岩岩体为代表，出露面积97平方公里。还有苏尼特左旗呼都格舒力黑云花岗闪长岩岩体，出露800平方公里；准苏吉敖包二长花岗岩体，出露600平方公里等侵入岩，出露总面积大于1920平方公里。

华力西晚期侵入岩以中酸性岩为主，以东乌珠穆沁旗沙尔哈达钾长花岗岩岩体为代表，出露面积为250平方公里。此外中性岩类有苏尼特左旗阿仁绍布闪长岩岩体，出露150平方公里；西乌珠穆沁旗羊角林高勒花岗岩岩体，出露80平方公里；苏尼特右旗太古生庙石英闪长岩岩体，出露650平方公里。酸性岩类有苏尼特左旗哈拉图庙钾长花岗岩岩体，出露300平方公里；哈努尔查干敖包黑云母花岗岩岩体，出露254平方公里；阿巴嘎旗楚鲁图黑云二长花岗岩岩体，出露885平方公里等。侵入岩体总面积达4464平方公里。

3.印支旋回侵入岩

印支期侵入岩均为酸性岩。主要有苏尼特左旗似斑黑云母花岗岩岩体，出露380平方公里；西乌珠穆沁旗白音德勒黑云母花岗岩岩体，出露98平方公里；东乌珠穆沁旗宾巴勒查干花岗岩岩体，出露134平方公里等侵入岩。

4.燕山旋回侵入岩

燕山早期闪长岩类侵入岩以镶黄旗毫义哈达石英闪长岩岩体为代表，总面积103平方公里。余者主要有西乌珠穆沁旗哈日根台石英闪长岩，出露面积35平方公里；正蓝旗昌图敖包石英闪长岩岩基，出露280平方公里。花岗岩侵入岩以东乌珠穆沁旗沙麦二长花岗岩基为代表，出露岩体总面积为5975平方公里。

燕山晚期侵入岩规模较小，如镶黄旗黄花乌拉—山西特拉的花岗斑岩株仅出露约20平方公里。