A hegység többségében dolomit alapkőzetből épül fel, mely felszíni lepusztulásával, meredek sziklafalak, sasbércek, keskeny szurdokvölgyek alakultak ki. E domborzati viszonyok, az alacsony tengerszint feletti magasság ellenére vadregényes megjelenést kölcsönöznek a tájnak.
Karsztosodási folyamatok eredményeképpen barlangok jöttek létre, melyek közül a Vértesben leghíresebb, a Csákvár határában található fokozottan védett Báracházi barlang. Feltárása során 10 millió év növényi lenyomatait, és állatok csontmaradványait találták meg a barlangi üledékben.