W budowie geologicznej obszaru arkusza można wyróżnić trzy piętra strukturalne: młodopaleozoiczne (karbon), mezozoiczne (trias) i kenozoiczne (czwartorzęd) (Bukowy, 1974).
W profilu utworów karbonu najstarsze są warstwy malinowickie (praktycznie bezwęglowe), osiągające miąższość około 800 m (Biernat, 1970). Nie odsłaniają się na powierzchni w obrębie arkusza, znane są tylko z wierceń i wyrobisk górniczych. Nad nimi leży kompleks piaskowców i łupków warstw sarnowskich (150–200 m), zaliczanych do namuru A, które rozpoczynają serię paraliczną. Warstwy te odsłaniają się w postaci niewielkich płatów w północno-wschodniej części arkusza (tabl. 1). Budują je drobnoziarniste piaskowce arkozowe o barwie jasnoszarej lub żółtoszarej (Doktorowicz-Hrebnicki, 1935). Wyżej zalega kompleks warstw florowskich, który tworzą szare łupki i piaskowce z pokładami węgla. Miąższość tych warstw przekracza 500 m, a występujące w nich pokłady węgla są zmiennej miąższości (0,5–2,5 m). Ich wychodnie są zlokalizowane w północno-wschodniej części arkusza.
W południowej i zachodniej części analizowanego obszaru lokalnie odsłaniają się osady karbonu górnego (warstwy grodzieckie i siodłowe). Warstwy grodzieckie to głównie szare łupki i zlepieńce z pokładami węgla kończące serię paraliczną (Biernat, Krysowska 1956; Biernat, 1970),. Osiągają miąższość do 260 m i zawierają 8 pokładów węgla, z których niewiele przekracza 1 m grubości.
Warstwy siodłowe buduje 60-metrowa seria piaskowców, szarych łupków i zlepieńców z licznymi pokładami węgla. Warstwy te odsłaniają się w okolicy Dańdówki (Sosnowiec) oraz w kilku miejscach w rejonie huty Bankowej i KWK Paryż w Dąbrowie Górniczej. Występują w nich 4 pokłady węgla o miąższości 14–17 m, które w okolicy Dąbrowy Górniczej łączą się w jeden pokład, o miąższości od 14 do 24 m (Biernat, 1970).
Warstwy rudzkie (strop namuru) zbudowane są z piaskowców, z wkładkami szarych łupków oraz zlepieńców i grubych pokładów węgla. Ku górze przechodzą w serię mułowcową, również węglonośną, zawierającą konkrecje syderytowe. Wśród mułowców udokumentowano około 30 cienkich pokładów węgla. Warstwy rudzkie tworzą liczne wychodnie w części południowo-zachodniej, północno-zachodniej i środkowej arkusza. Ich miąższość wynosi 120-200 m i zmniejsza się w kierunku wschodnim.
Warstwy orzeskie (westfal B), o miąższości do 500 m, zbudowane są z łupków i piaskowców z pokładami węgla. Wyróżniono w nich około 50 cienkich pokładów węgla, z których tylko dwa przekraczają miąższość 1,5 m. Charakterystyczną cechą warstw orzeskich są ławice iłołupków, o miąższości kilkudziesięciu metrów, z wkładkami syderytów lub sferosyderytów. Warstwy te odsłaniają się w pasie od Józefowa na zachodzie, przez KWK Porąbka-Klimontów po KWK Kazimierz-Juliusz na wschodzie.
Trias reprezentują utwory pstrego piaskowca i wapienia muszlowego. Wychodnie tych utworów ciągną się długim, szerokim pasem od Będzina do Klimontowa. Niewielki ich płat występuje również w południowo-wschodniej części arkusza. Piaski i czerwone lub pstre iły, zaliczane do dolnego i środkowego pstrego piaskowca, osiągają miąższość w granicach 20–40 m (Doktorowicz-Hrebnicki, 1935). Nad nimi leżą morskie utwory węglanowe retu o miąższości nie przekraczającej 40 m. Ret dolny to głównie margle dolomityczne oraz żółte i niebieskawe iłołupki. Ret górny wykształcony jest w formie wapieni jamistych.
Wapień muszlowy dolny reprezentują warstwy gogolińskie (o miąższości 30–35 m) i nadległe dolomity kruszconośne (do 40 m miąższości). Warstwy gogolińskie w spągu wykształcone są jako wapienie z fragmentami małży (Pecten) i liliowców (Dadocrinus), a powyżej – jako wapienie faliste i zlepieńcowate. Dolomity kruszconośne nie stanowią odrębnego poziomu stratygraficznego. Są uważane za utwór epigenetyczny, towarzyszący mineralizacji. Ich nieliczne odsłonięcia występują w Będzinie (na zachód od EC Będzin), w rejonie Sielec-Dańdówka (Sosnowiec) oraz w południowo-wschodnim krańcu arkusza. Z dolomitami kruszconośnymi związane są złoża rud cynku i ołowiu występujące powszechnie w rejonie śląsko-krakowskim (Górecka 1993, 1996; Szuwarzyński, 1996).
Dolomity diploporowe, o miąższości 15–20 m, zaliczane do wapienia muszlowego górnego, odsłaniają się w Będzinie. Ich charakterystyczną cechą jest zawartość dużej liczby skamieniałości z rodzaju Diplopora annulata, onkolitów i ziaren detrytycznych. Miejscami są skrasowiałe i pozbawione skamieniałości w wyniku wyługowania.
Czwartorzęd reprezentowany jest przez osady plejstocenu i holocenu. Utwory plejstocenu budują gliny zwałowe, piaski i żwiry wodnolodowcowe, oraz eluwia piaszczyste i pylaste zlodowacenia środkowopolskiego. Wypełniają one obniżenia terenu i kopalne doliny rzeczne. Miąższość tych utworów w dolinie Białej Przemszy poza granicami arkusza osiąga 70 m (Zieliński, Lewandowski, 1990), a w obrębie arkusza wynosi od kilku do 20 m. Mady rzeczne i piaski jeziorne należą do osadów holocenu.
Złoża kopalin. Na obszarze arkusza występują złoża węgla kamiennego: Paryż, Sosnowiec, Mysłowice, Niwka-Modrzejów, Porąbka-Klimontów i Kazimierz-Juliusz (Jochemczyk, Olszewska, 2002). Ich eksploatacja (za wyjątkiem złóż Kazimierz-Juliusz i Mysłowice) została zaniechana (Przeniosło, red., 2007). W kopalni Kazimierz-Juliusz eksploatowany jest zuskokowany pokład 510 górnośląskiej serii piaskowcowej, osiągający miąższość 21 m. Wcześniej eksploatowano również pokłady 409, 418 i 420 (Vademecum, 2009). Eksploatowany węgiel ma wartość opałową 20–26 MJ/kg, zawiera 2–18% popiołu oraz 0,3–1% siarki (KWK Kazimierz-Juliusz, 2010). Jest wykorzystywany głównie w ciepłownictwie i energetyce.
Triasowe złoża wapieni i margli, wykorzystywane przez przemysł wapienniczy i cementowy (Sosnowiec-Środula I i II), występujące w północnej części Sosnowca, były eksploatowane w latach 50. i 60. XX wieku (Przeniosło, red., 1997; Program…, 2003a).
Na terenie arkusza zlokalizowane są trzy złoża surowców ilastych ceramiki budowlanej. Złoża Dąbrowa Górnicza (karbon) i Radocha (karbon i czwartorzęd) zbudowane są z glin, iłów i iłołupków. Ich eksploatacja została zaniechana (Program…, 2003a, b; Przeniosło, red., 2005). Złoże czwartorzędowych glin Sosnowiec, eksploatowane jest od 1872 roku. Obecnie część wyrobiska podlega rekultywacji. Złoża surowców ilastych ceramiki budowlanej nie mają większego znaczenia gospodarczego.
W południowo-wschodniej części arkusza zlokalizowane jest złoże czwartorzędowego piasku podsadzkowego Maczki-Bór (udokumentowane jako złoża Bór Wschód i Bór Zachód), związane genetycznie z serią osadów klastycznych wypełniających pradolinę Białej Przemszy. Złoże Bór Zachód eksploatowane było od 1939 roku (Program…, 2003a). Obecnie eksploatacja jest prowadzona ze złoża Bór Wschód. W zachodniej części wyrobiska gromadzone są odpady pogórnicze, poelektrowniane i budowlane.
W XIX w. na obszarze arkusza prowadzona była eksploatacja rud Zn–Pb. Rudę pozyskiwano z dolomitów kruszconośnych triasu, na terenie dzisiejszej dzielnicy Będzina Ksawera.