Горные породы представлены комплексами скальных вулканогенных образований, сосредоточенных в восточной части Алтае – Саянского региона, и нескальных осадочных несцементированных грунтов, в составе которых по условиям залегания и инженерно-геологическим особенностям различают палеоген-неогеновые отложения, приуроченные главным образом к многочисленным межгорным впадинам, и четвертичные накопления, неравномерно распределённые на всех элементах рельефа. Палеоген-неогеновые отложения могут залегать как под покровом более молодых образований, так и непосредственно на дневной поверхности; чаще всего их выводы приурочены к окраинным частям межгорных впадин. Все четвертичные накопления, как правило, выходят на дневную поверхность.
Вулканогенный комплекс формировался с раннего миоцена до верхнего плейстоцена в Саяно-Сангиленском и Тувинском регионах. Он представлен туфогенно-осадочными и эффузивными породами. Туфогенно-осадочные породы образуют обычно широкие поля, сложенные пирокластическим материалом, частично смешанным, а частично переслаивающимися с нормально-осадочным материалом. Эффузивы представлены в основном базальтами, образующими сплошные покровы и потоки, выполнявшие понижения древнего рельефа, часто заполнявшие долины. Мощность базальтов достигает 700 м, в направлении на запад и восток она снижается до нескольких десятков метров.
Комплекс озёрных и болотных отложений в эоцен-олигоценовой части разреза представлен пачками алевритов с прослоями глин, песков и гумусированных глин, сменяющимися вверх по разрезу глинами, иногда песчанистыми или содержащими гальку. Породы могут быть смяты в пологие складки и имеют суммарную мощность до 100 – 130 м.
В нижнем – среднем миоцене формируются преимущественно озёрные плотные карбонатные глины с прослоями мергелей и известняков, которые иногда могут замещаться песками, галечниками и конгломератами в краевых частях впадин. Толща карбонатных глин всегда является региональным водоупором, мощность её может достигать 150 м. Озёрные отложения верхнего миоцена представлены горизонтальнослоистыми песками с прослоями суглинков и глин, а в прибортовых частях впадин песчано-галечными накоплениями мощностью до 60 м.
Комплекс полигенетических грубооломочных отложений верхнего миоцена – плиоцена представлен преимущественно мелкозернистым, грубослоистыми валунно-галечными отложениями, конгломератами, щебнями, реже песками и глинами. Суммарная мощность комплекса достигает 100 м.
Комплекс четвертичных ледниковых отложений состоит в основном из морен средне- и верхнеплейстоценового возраста, в меньшей мере из морен голоценовых, камовых и озовых формирований. В составе морен преобладает грубообломочный материал – глыбы, щебни, валуны, галька, песок, иногда почти без заполнителя, но чаще перемешанные с глинистым, суглинистым, или песчано-глинистым материалом в самых разнообразных соотношениях, изредка встречается «глинистая морена», почти не содержащая обломков. Морены выполняют понижения рельефа, залегают на склонах, но иногда представлены обрывочными нагромождениями, встречаемыми чаще всего на плоских водоразделах, обладают бугристой или бугристо-западинной поверхностью, мощность их от нескольких до десятков метров
Комплекс озёрных отложений четвертичного возраста главным образом голоценового встречается на территории Алтае-Саянского региона не очень часто. Эти отложения выполняют небольшие озёрные впадины. Чаще всего они представлены слоистым песчано-глинистым материалом, но иногда в них встречаются галечные горизонты, а в горных озёрах компленкс может быть представлен уплощёнными крупными гальками с очень небольшим количеством песчаного или глинистого заполнителя. Мощность озёрных отложений невелика, обычно не превышает нескольких десятков метров.
Комплекс лёссовидных покровных суглинков плейстоценового возраста встречается только на севере Алтае-Саянской горной страны в пределах Кузнецкого и Минусинского регионов. Это субаэральные суглинки и супуси часто пылеватые, иногда с прослоями глин и горизонтами, обогащёнными гравием и мелкой галькой и с горизонтами погребённых почв, или такого же состава и строения породы, возникшие за счёт облёссования верхних горизонтов озёрных и ледниковых отложений. В общем случае мощность покровых суглинков находится в пределах 10 – 30 м.
Комплекс склоновых и элювиальных отложений голоценового возраста представлен осыпными, обвальными, элювиальными и другими, в том числе и смешанными, типами образований. В их составе преобладают обломки, глыбы, щебень, в разных пропорциях сочетающиеся с полуокатанными и окатанными обломками, суглинками, дресвой и гравием, глиной. Состав обломочных пород зависит от состава исходных коренных пород, крутизны и протяжённости склонов, длительности переработки обломочного материала. Почти все виды склоновых отложений в процессе переноса концентрируются в промоинах и логах. Они могут перекрывать речные террасы, смешиваться с аллювием, перерабатываться речным потоком. Мощность комплекса на склонах возрастает сверху вниз от долей и первых метров до нескольких метров.