El macizo contiene fallas, plegamientos y mantos de cabalgamiento, diferentes tipos geológicos que implican una formación muy compleja.
En el paleozoico superior es cuando se generan grandes fallas que condicionarán la evolución posterior del relieve.
Desde el punto de vista litológico presenta una serie paleozoica completa en la que aparecen materiales del Precámbrico, Cambriano, Ordovícico, etc.
Durante la Era Cenozoica, la era del gran plegamiento alpino que formó las cordilleras actuales como los Alpes, Andes e Himalayas, el Macizo Hespérico sufrirá rebajamientos y cambios, pero en general, se comportará como un bloque rígido y emergido.
Así de esta forma hace 18 000 años los montes cantábricos estarían situados unos cien metros bajo el nivel del mar.
en este sector las diferencias de desnivel son notables entre el macizo erosinado con las alturas ocasionadas por el plegamiento alpino.
Posteriormente los efectos de la erosión y la glaciación en el Cuaternario han ido modelando los Picos hasta darles el aspecto que presentan en la actualidad.
Esta actividad glaciar erosiona la superficie dejando diferentes huellas, como la acumulación morrénica, en todo el eje montañoso.