Der geologische Aufbau des Gemeindegebietes von Bartholomäberg wird vorwiegend vom höchsten geologischen Stockwerk der Alpen, den "Nördlichen Kalkalpen" geprägt. Höchstes alpines Stockwerk bedeutet nicht, dass sich hier die höchsten Gipfel der Alpen befinden, sondern dass der ursprüngliche Ablagerungsraum der Gesteine am weitesten im Süden lag und diese Gesteine über sämtliche anderen alpinen Stockwerke im Zuge der Ausübung des Druckes der nach Norden wandernden Afrikanischen Platte überschoben wurden.

Es handelt sich bei den vorkommenden Gesteinen im Gemeindegebiet vorwiegend um Karbonate (Kalke und Dolomite), die vor rund 210 bis 190 Mio. Jahren im Meer abgelagert worden sind.

Noch ältere Gesteine im Gemeindegebiet stellt das Altkristallin dar, das von Laien fälschlicherweise als "Urgestein" bezeichnet wird. Es handelt sich hierbei insbesondere um Glimmerschiefer und Gneise.

In diesen Gesteinen wurde vorwiegend im Mittelalter Bergbau zur Gewinnung von Kupferkies, Eisenerz, Zinkblende sowie Silber betrieben. Viele Geländeverflachungen sind alte Abraumhalden vor den Mundlöchern der Stollen, in denen man heute noch Reste von Eisenerz, Kupferkies und Zinkblende finden kann. Einer dieser Bergknappenstollen wurde für Besucher als Schaubergwerk zugänglich gemacht.

Ablagerungen von Gletschern, Moränen genannt, überlagern großflächig die oben erwähnten Gesteine und bilden fruchtbare Mähwiesen und Almböden.

Aufschlussreiches geologisches Wissen über diese interessante Geologie vermittelt der 'Geologische Lehrwanderweg Bartholomäbergg'  auf 24 Hinweistafeln mit kurzfassten Erläuterungen zu 1000 Millionen Jahre Montafoner Erdgeschichte.

Ergänzend dazu gibt es einen Führer für den 'Geologischen Lehrwanderweg Bartholomäberg' von DDr. Heiner Bertle im Tourismusbüro Bartholomäberg zu erwerben.