Stanowi kulminację, wyraźnie dominującą w wałbrzyskim krajobrazie. Wynika to z jego ukształtowania w formie kopuły, przez co jest łatwo rozpoznawalny, nawet z odległego o 70 km Wrocławia, jak i izolowania samego masywu w środkowej części Gór Wałbrzyskich.
Część szczytowa Chełmca zbudowana jest z permskich porfirów, niżej tworzą go dolno i górno-karbońskie piaskowce, zlepieńce, mułowce z pokładami węgla kamiennego – dawniej eksploatowanymi. W zboczach pd.-zach. występują żyły barytu. Ponadto występują tu: apatyt, kordieryt, kaolinit, illit i piryt.
Przyroda Większość masywu pokrywa mieszany i świerkowy las regla dolnego. Jest to obszar kluczowy dla zachowania priorytetowego siedliska jaworzyn miesiącznicowych w Sudetach, obejmuje 20% znanego areału tego podtypu siedliska. Poza tym obszar ten jest bardzo ważny dla zachowania pełnej zmienności buczyn sudeckich. Występują tu bardzo dobrze wykształcone i zachowane kwaśne buczyny sudeckie, a także bardzo ciekawe płaty żyznych buczyn wytworzone na wysiękach.