Podłoże większej części Pogórza Izerskiego stanowi [[blok karkonosko-izerski|bloku karkonosko-izerskiego]]. Część północna obejmuje fragmenty [[metamorfik kaczawski|metamorfiku kaczawskiego]] oraz [[niecka północnosudecka|niecki północnosudeckiej]]. Południowa część zbudowana jest przede wszystkim z [[gnejs|gnejsów]], a podrzędnie - [[łupek łyszczykowy|łupków łyszczykowych]], [[amfibolit|amfibolitów]]. W okolicach [[Zgorzelec|Zgorzelca]] i [[Platerówka|Platerówki]] występują [[szarogłaz|szarogłazy]]. Na północy (metamorfik kaczawski) występują: [[fyllit|fyllity]], [[łupek serycytowy|łupki serycytowe]], [[łupek kwarcowy|łupki kwarcowe]], [[zieleniec|zieleńce]], [[wapień|wapienie krystaliczne]], a dalej (niecka północnosudecka) - [[skały osadowe]]: [[piaskowiec|piaskowce]], [[mułowiec|mułowce]], [[wapień|wapienie]], [[margiel|margle]], [[gips|gipsy]] i [[anhydryt|anhydryty]] oraz [[skały wulkaniczne]]: [[porfir]]y, [[melafir]]y i ich [[tuf]]y. W kilku miejscach starsze skały przebite są przez [[trzeciorzęd]]owe [[bazalt|bazalty]], które wyróżniają się jako [[twardziele]].
Starsze podłoże przykryte jest częściowo przez osady [[plejstocen|plejstoceńskie]] - [[glina|gliny]] i [[piasek|piaski]] oraz [[less|lessy]].
