La storia geologica della Valpolicella è legata a due periodi ben precisi, quello marino e quello di emersione dal mare o sub-aereo.
Al primo, datato oltre 100 milioni di anni fa, risalgono i depositi calcarei bianchi, gialli, rosati e rossastri , ricchi di reperti fossili di animaletti marini e che, nel lato occidentale della Valpolicella, si identificano oggi con i pregiati marmi estratti nel comune di Sant’Ambrogio e dintorni.
Al periodo successivo, caratterizzato da depositi calcareo-marnosi, legano le proprie origini i calcari compatti che nelle quota inferiore vengono oggi estratti per la produzione del cemento e al disopra costituiscono il lastrame o “pietra di Prun”, ugualmente ricco di fossili marini e oggi molto noto nell’alta valle di Negrar e in altre località della Valpolicella per l’uso urbanistico che ne viene fatto.

L’inizio dell’era terziaria si caratterizzò, anche in Valpolicella, per gli imponenti fenomeni vulcanici, che originarono tufi basaltici e colate laviche, soprattutto sulle colline dell’alta Valpolicella, i cui sedimenti condizionarono anche il territorio della media e bassa Valpolicella. Ma è a seguito delle lenta emersione marina (20-25 milioni di anni di durata) che il territorio della Valpolicella assunse una fisionomia prossima all’attuale, con la formazione di profonde vallate e di lunghe dorsali collinari, le quali verranno successivamente modellate anche dalle imponenti glaciazioni dell’era quaternaria, le cui conseguenze comportarono anche la formazione dell’attiguo lago di Garda e la sagomatura definitiva dell’imponente Valle dell’Adige.

Alla fine delle ultime due glaciazioni, l’azione del fiume Adige permise la formazione di ampi terrazzamenti di materiali fluvio-glaciali (il più grande parte da Domegliara e raggiunge Parona), cui si aggiunsero depositi superficiali dovuti ad alluvioni recenti dell’Adige e dei numerosi torrenti (progni) che solcano le diverse vallate comprese all’interno della Valpolicella.