Ставропольская возвышенность с геологической точки зрения представляет собой классический пример комплекса осадочных минералов и горных пород, возникших в условиях моря и суши.

В число экспонируемых минералов входят гипс, арагонит, галит, сферосидерит, лимонит. Обломочные породы представлены неогеновыми морскими конгломератами, песчаниками, глинами, алевролитами и четвертичными эоловыми лессовидными суглинками; хемогенные – мергелями Сарматского моря, неогеновыми латеритными корами выветривания, а также современными травертинами, отложившимися из родников. К характерным органогенным отложениям относятся ракушечные и мшанковые известняки миоцена.

Из полезных ископаемых демонстрируются разнообразные глины, суглинки, пески и песчаники (в том числе циркон- и титаносодержащие), а также строительные камни.

Осадочный комплекс возвышенности представляет большой научный интерес благодаря хорошей сохранности, обнаженности и обилию остатков ископаемой фауны и флоры. Это позволяет путем стратиграфического, палеонтологического и фациального анализов детально реконструировать особенности формирования природного комплекса Предкавказья от неогена до наших дней. Итогом этого исследования стала разработка на кафедре физической географии СГУ концепции Древнеставропольской суши.