Das Karwendel besteht aus Wettersteinkalk und Dolomit (letzterer insbesondere in der Erlspitzgruppe). Die vier Hauptketten sind aus mächtigen Kalkbänken aufgebaut, die durch die geologische Auffaltung nach Süden geneigt sind. Der charakteristische Bau des Karwendels ist in den Lalidererwänden besonders gut zu erkennen. Die Bruchkanten der Auffaltung bilden senkrechte bis zu 1.000 Meter hohe Wände auf der Nordseite, aus der sanfteren Südseite haben die Gletscher der Eiszeiten weite Kare ausgefräst, die durch mächtige Grate voneinander getrennt werden.