Das Einzugsgebiet wird überwiegend durch das Süddeutsche Schichtstufenland geprägt. Dort treten von Westen nach Osten folgende Formationen auf: Buntsandstein (Odenwald, Spessart, Südrhön), Muschelkalk und Keuper (Frankenhöhe, Steigerwald, Hassberge), teilweise lössüberdeckt, und Jura (Fränkische Alb). Der Westen des Einzugsgebietes hat Anteil am paläozoischen Festgestein des Rheinischen Schiefergebirges, der Nordwesten an Basalten und Vulkaniten des Vogelsbergmassivs und der Rhön. Das Grundgebirge tritt im Odenwald und Vorspessart zu Tage (vorwiegend Gneis) und rundet im Osten mit dem Thüringer Wald, Frankenwald und Fichtelgebirge (hier herrschen Grauwacke, Gneise und Granit vor) das Einzugsgebiet ab.