Pohorje gradijo magmatske in metamorfne kamnine, ki so različno stare; metamorfne so veliko starejše, vendar je njihovo starost težko ugotoviti, saj so prestale številne metamorfoze. Ocenjeno je, da so najstarejše kamnine na Pohorju (in tudi v Sloveniji) stare okoli 500 milijonov let. Magmatske kamnine so precej mlajše, nastale naj bi med 18 in 16 milijoni let. Jedro pohorskega masiva gradijo magmatske kamnine. Med njimi prevladuje granodiorit, ki postopoma proti severozahodu prehaja v porfiroidni granodiorit (granodiorit je med splošno javnostjo poimenovan granit ali tonalit, porfiroidni granodiorit pa kot dacit). V Cezlaku izdanja avtohtona slovenska kamnina čizlakit. Metamorfne kamnine obdajajo magmatske kamnine in so zastopane z očesnim gnajsom, blestnikom, amfibolitom, eklogitom, marmorjem, kvarcitom in serpentinitom, ki so razširjene predvsem na območju jugovzhodnega dela Pohorja. Severozahodno Pohorje gradijo filitoidni skrilavec z vložki diabaza in marmoriziranega apnenca, kremenovo-sericitni filit z vložki marmorja in kvarcita, granatov blestnik s prehodi v gnajs ter sedimentne kamnine; svetlosivi do rdeči apnenci, konglomerat, peščenjak in laporovec.
Iz magme, ki se je strdila na površju, je nastala kamnina porfiroidni granodiorit (dacit). Ob stiku vroče magme z okoliškimi metamorfnimi kamninami so zaradi nenadnega povišanja temperature nastajale nove metamorfne kamnine; skarni. V področju, kjer se stikata dacit in skarn, pa je nastala železova ruda. Železovo rudo so pod Malo Kopo in Mislinjskim jarkom kopali že v 18. stoletju. Najpomembnejši rudni mineral je bil magnetit, v skarnih pa so tudi največja nahajališča mineralov granatov v Sloveniji. V Centru Kope so predstavljene kamnine in minerali Pohorja.
Pohorske metamorfne kamnine so prepredene s številnimi žilami kremena, ki so lahko široke tudi do enega metra. Pohorski kremen so nekdaj uporabljali kot surovino za izdelavo stekla, v preprostih steklarnah – glažutah so pred dobrimi tremi stoletji talili kremen. Pohorski stekleni izdelki so romali širom Evrope. Granodiorit je pomemben naravni kamen, ki je bil v preteklosti uporabljan predvsem za tlakovanje cest in trgov, danes se uporablja predvsem za oblaganje stavb, izdelovanje robnikov in spomenikov. V Josipdolu je v Muzeju kamnoseštva, steklarstva in gozdarstva Koroškega pokrajinskega muzeja predstavljena tradicija kamnarstva, gozdarstva in steklarstva.