Chřiby jsou po stránce geologické součástí flyšového pásma Karpatské soustavy tvořené usazeninami třetihorního stáří, zejména jílovci, pískovci a slepenci. Vážanskou vrchovinu a Kudlovickou pahorkatinu překrývají sprašové vrstvy o mocnosti 1-10 m (max. 27,5 m u Boršic u Buchlovic), místy se spraše střídají s vrstvami navátého písku (u Kudlovic, Modré, oblast Mutěnické pahorkatiny směrem k Polešovicím). Podhůří a niva Dolnomoravského úvalu náleží k neogenní Vídeňské pánvi a jsou geologicky velmi mladou strukturou označovanou jako Hradišťský příkop. Jeho výplň je stáří neogenního a kvarterního a tvoří ji písky, pískovce, jíly a štěrky.
      Současné geomorfologické pochody umožňují v málo odolných flyšových horninách intenzivní vodní a větrnou erozi půdy a vznik četných sesuvů (severně od Stříbrnic). Hlavními půdními typy jsou černozemě a hnědozemě na spraších, nížinné a pahorkatinné podzoly, slinovatky a hnědé lesní půdy.