Przez środek kompleksu biegnie ruchliwa droga powiatowa Kielce-Zagnańsk. Geologicznie Masyw Góry Wierzejskiej zbudowany jest z piaskowców kwarcytowych, z wkładkami zlepieńców, mułowców i iłowców, należących do dolnego dewonu. Partię grzbietową tworzy gruby kompleks w przewadze zbudowany z odpornych na wietrzenie piaskowców kwarcytowych. Na zboczach grzbietu skały dolnego dewonu przykryte są płatami osadów kenozoicznych o grubości do kilku metrów. Tworzący je materiał w różnym udziale reprezentowany jest przez okruchy i bloki skalne, gliny, piaski i iły. Składa się nań zwietrzelina dewońskiego podłoża przemieszana z glacjalnymi i wodnolodowcowymi osadami, złożonymi podczas zlodowaceń południowopolskich we wczesnym plejstocenie.
Obszar leżący na północ od Góry Wierzejskiej stanowi wschodnie zakończenie Wzgórz Tumlińskich. Grzbiet Góry Krzemionki położony bezpośrednio na północ od Góry Wierzejskiej zbudowany jest piaskowców i mułowców kambru, zaś następny grzbiet góry Sosnowicy tworzą piaskowce i mułowce triasowe. Doliny śródleśnych strumieni wypełniają głównie holoceńskie mułki, piaski i żwiry rzeczne. Wzdłuż nich występują plejstoceńskie gliny zwałowe oraz piaski i żwiry wodnolodowcowe i rzeczne.