Det meste av berggrunnen på Hardangervidda består av grunnfjellbergarter, kalkrike skiferlag og lavabergarter.  

De næringsrike bergartene finnes mest i den nordvestre delen, mens det næringsfattige grunnfjellet dominerer mot sørøst.

I sørvest finner vi mange steder lavabergarter som er skjøvet over skiferlagene. Hårteigen er et typisk eksempel på dette. Denne karakteristiske toppen er rester av et kjempemessig fjellflak som i jordens oldtid ble løsrevet fra nordvestkanten av Norge og skjøvet inn mot vidda som et dekke. Ytre geologiske krefter har fjernet det meste av dekket, og bare de hardeste bergarter er blitt stående igjen som isolerte rester, som f.eks. Hallingskarvet, Hardangerjøkulen og Hårteigen.