Grunnfjellet
i Nordland ble dannet i den tidsperioden vi kaller prekambrium, for ca. 2800 til 1700 millioner år siden. Disse bergartene er dermed blant de eldste i Norge. Grunnfjellet og består av harde granitter og gneiser, men også partier med gabbro og andre mørke bergarter. Interessante mineraler i grunnfjellet kan være kvarts, feltspat og gull. Lofoten, Vesterålen, Hamarøy og deler av Tysfjord, Ballangen og Narvik er typiske områder med grunnfjell, med typiske høye, blankskurte og spisse fjell.
Kontinent kollisjon
De bergartene som ble dannet under den kaledonske fjellkjedefoldningen for 500-420 millioner år siden er yngre enn grunnfjellet. Det nord-amerikanske kontinentet kolliderte med det europeiske, og bergartene fra havbunnen mellom disse kontinentene ble skjøvet over grunnfjellet og dannet såkalte skyvedekker. De vanligste bergartene i skyvedekkene er glimmerskifer og marmor, mens kvartsitt forekommer i mindre mengder. Dessuten finnes mindre områder med amfibolitt som kan være en viktig kilde til malm. Malmene i Sulitjelma er knyttet til amfibolitter. Granittene er særlig dominerende på Helgelandskysten
Bergarter fra jura-kritt-tiden
De aller yngste bergartene i Nordland ble dannet i jura-kritt-tiden for ca. 150 millioner år siden. Disse finnes bare i et mindre område på østsiden av Andøya. Ett sted er det funnet et fossil av en stor fiskeøgle, og det finnes også litt kull her. Disse bergartsformasjonene fortsetter ut i sjøen og danner grunnlaget for våre olje- og gassforekomster. Langs hele Nordlandskysten er forholdene de samme. Bare noen kilometer utenfor de ytterste holmene ligger de unge olje- og gassførende bergartene.
Landheving, erosjon og forvitring har siden påvirket landskapet til slik det ser ut i dag. Aller mest har isbreenes bevegelser i løpet av de siste 2 millioner år påvirket landskapet. Høye fjell (som viser den opprinnelige toppen av fjellkjeden) og dype fjorder og daler (opptil 900 meter dype i Nordland) er bevis på isens omforming av landskapet. For 20000 år siden var iskappen i Skandinavia 3000 meter tykk, og den strakte seg helt til eggakanten langt utenfor dagens kystlinje. Andøya kan ha vært eneste isfrie del av fastlands-Norge.
En kilde til sand og grus
Da isen smeltet trakk iskanten seg tilbake fra ytterst på kontinentalsokkelen og til fjellene. De siste isrestene lå inne i Sverige, øst for fjellene i Nordland. Foran iskanten ble det avsatt leire i fjordene, og i noen tilfeller vokste isen igjen midlertidig og la igjen morenerygger og sand- og grusavsetninger, spesielt i fjordene og dalene. Slike avsetninger er de viktigste kilder til sand og grus til tekniske formål, og slike avsetninger finnes i de fleste dalfører.
De største arealene med tykt eller sammenhengende morenedekke ligger på Saltfjellet og i Børgefjell. De mange små felt med tykke morenedekker ut mot fjordene og i dalene utgjør viktige arealer for bosetning, jordbruk og skogbruk.
Størst i Norge innen bergverk
Nordland er landets største bergverksfylke med ca. 650 ansatte i råvareproduksjon. Da er ikke prosessering av mineralene (sement, ferrosilisium, gjødsel), transport og andre servicenæringer regnet med. Produksjonsverdien av disse mineralene utgjør tilnærmet 700 mill. kroner.
Fra å være et typisk metallproduserende fylke har Nordland utviklet seg til å være hovedprodusent av industrimineraler i Norge. Fylket har i dag en vesentlig del av landets produksjon av mineraler som dolomitt, kalkstein, kvarts og talk. Utvikling mot en økende produksjon av industrimineraler forventes å fortsette i årene som kommer, selv om det ikke utelukkes at nye malmforekomster vil bli satt i drift.
Mineralbasert industri
Nordland har lange tradisjoner innen mineralbasert industri. Den første gruvedrift i Nordland begynte på 1600-tallet i Ballangen med utvinning av kobber, i tradisjonen nevnt som "Bals kobberverk". På 1800-tallet og fram til 1920 var det en omfattende malmleting (skjerping) i store deler av fylket, og en rekke gruver ble igangsatt -og nedlagt- i denne perioden. "Norges fjell skal betale Norges gjeld" var et velkjent slagord. Sølv ble funnet og utvunnet i Svenningdal og jernmalmer ble drevet i Ofoten. Senere på 1900-tallet var det prøvedrift og permanent drift på en rekke forekomster på Helgeland, Salten, Ofoten og Lofoten/Vesterålen.
Disse vokste seg fram til livskraftige bedrifter som fram til i dag har vært grunnpilarer i fylkets næringsliv. Et eksempel på en slik bedrift var Sulitjelma Gruver, som ble etablert i 1887 av svenske interesser. En stund var bedriften Nord-Europas største kobberverk, med over 2000 ansatte. Tidlig på 1970-tallet ble imidlertid overskudd snudd til underskudd på grunn av fallende kobberpriser, og driften stanset opp i 1991.
Jernmalm og naturstein
En annen viktig ressurs er Dunderlanddalens jernmalmforekomst som var med på å danne grunnlaget for den store industrireisingen i Mo i Rana. Etter vekslende drift fra tidlig på 1900-tallet vedtok Stortinget i 1946 at det skulle bygges et norsk jernverk i Rana, der tilgang på energi fra distriktets vannressurser samt jernmalm var viktige forutsetninger. I 1955 ble driften av Norsk Jernverk AS satt i gang, mens den malmbaserte delen av stålproduksjonen ble besluttet stanset i 1988.
Nordland har også lange tradisjoner på uttak av bygningsstein som granitt og marmor. Produksjon av den verdenskjente fauskemarmoren ble satt i gang allerede på 1880-tallet, og Norwegian Rose as (tidligere Ankerske as) er i dag den største produsenten av naturstein i fylket.