Kayseri il alanında, paleozoikten (I.Zaman) günümüz oluşumlarına kadar çeşitli yaşta katmanlar ile geniş volkanik alanlar ve yerkabuğu hareketleriyle çökmüş ya da yükselmiş çeşitli yöreler vardır.(53) İl’in güney bölümündeki Yahyalı İlçesi ile ortasındaki Bünyan İlçesi ve bunun doğusundaki Hınzır Dağı’na kadar uzanan kesimlerde permiyen ve permo karbonifer katmanları geniş yer tutmaktadır. İl’in kuzey bölümündeki tortu ve volkanik neojen alan altında metamorfik kristalen külteler yer almıştır. Pınarbaşı, Sarız İlçelerindeki dağların yapısında I.Zaman’ın silüriyen, devoniyen katmanları ile mezozoike (II.Zaman) ait jura-kretase kırıklı kıvrımlı katmanları ve III.Zaman’ın eosen flişlerine rastlanmıştır. Bu arada dağların yapısında yer yer serpantin külteleri de oluşmuştur. Bu eski alanın üzerinde Bünyan İlçesi ve Tuzla Gölü çevrelerinden doğuya, Sivas İli alanına doğru genellikle oligo-miyosen jipsli serisi adıyla anılan kalın katmanlar biçimindeki alçı taşı yayılmıştır. Doğudaki Uzunyayla geniş ölçüde neojen katmanlarından oluşmuş bir alandır. Uzunyayla’nın yüksekliği Pazarören ve çevresiyle Hınzır ve Koramaz dağlarını I.Zaman alanı arasında, bu dağların yüksekliğine ulaşmış ve yaylanın bu kesiminde neojen katmanları geniş yer tutmuştur. İl topraklarının batı bölümü, ortada Erciyes Dağı olmak üzere kalın volkanik örtülerle kaplıdır. Bu alan, çeşitli andezitler, yer yer neojen yaşta bazalt lavları, volkanik tüfler, aglomeralar ve breşlerle örtülüdür.
Erciyes Dağı’nın yakın ve uzak çevresindeki tektonik çöküntülerle oluşan ve günümüzdeki ovaların alanlarını oluşturan geniş çukurluklarda, kuvaterner yaşlı alivüyonlar kalın sayılabilecek yağıntılar oluşturmuştur. Çöküntü ovalarındaki alüvyon birikintilerinin kalınlığı çok yerde 20-30 metreyi bulmakta, kimi yerlerde de bu kalınlığı aşmaktadır. Kuvaterner (IV.Zaman) oluşumlarından biri de dağların çevresindeki traverten ve kalker tüf tortulanmalarıdır. Bunun en güzel örneği Bünyan İlçesindeki traverten basamağıdır. Burada 90 metre yükseklikten düşen sular aynı zamanda görülmeğe değer bir görüntü oluşturmaktadır.
Bu arada Kayseri İli'nde türlü jeolojik dönemlere ait fosiller bulunmuştur. Örneğin, Kayseri’nin kuzeyinde Erkilet yakınındaki Akdere Vadisi’nin neojen yaşlı oluşumları arasında bulunan fosillerden buradaki serinin ponsiyen yaşlı olduğu saptanmıştır. Bu seride aşağıdan yukarıya doğru 20 m. kalınlıkta göl katmanları, 50 m. kalınlıkta marnlı beyaz tüfler, 5 m. kalınlıkta omurgalı fosil içeren kum taşı ve tüfler, 10 m. kalınlıkta tüf ile karışık pembe marnlar, 10 m. kalınlıkta aglomera ve breşler, en üsttede de yerine göre 20- 50 metre kalınlıkta lav örtüsü saptanmıştır.