La serra del Cadí correspon amb una serra que es caracteritza per tenir una gran cinglera al vessant nord que és visible des de tota la Cerdanya i alt-Urgell. Si es creua en sentit nord-sud es pot resseguir tot l'aflorament rocòs de l'eocè que forma el mantell del Cadí. Aquests materials de l'eocè tenen una inclinació de 40-50 graus en sentit sud. La serra limita al sud amb el mantell inferior del Pedraforca. Al nord del Cadí i per sota de la capa eocènica es troben una reduïda capa del mesozoic i un basament de materials paleozoics que van des de l'era Ordoviciana fins ak Permià amb alguns dipòsits de material volcànic. Totes aquestes unitats estan plegades formant un gran sinforme causat per l'aixecament del Pirineu i de l'emplaçament del Cadí damunt la conca de l'Ebre. El relleu actual és el resultat dels processos de formació del Pirineu que el va desplaçar al sud formant un gran corriment i del conjunt de falles que van enfonsar la Cerdanya i l'Alt Urgell en l'era del Miocè deixant al descobert el seu vessant nord. Posteriorment i durant l'era de les glacialitzacions del quaternari, la serra del Cadí es va omplor de glaceres al seu vessant nord i això va contribuïr a la seva erosió. Encara avui es poden veure rastres d'aquesta erosió.
