W podłożu Niecki Miechowskiej występują utwory jury, triasu i paleozoiku.
Najstarszymi utworami paleozoiku napotkanymi na południowy wschód od Chlewskiej Woli są piaskowce i wapienie ordowiku. Na nich zalegają łupki ilaste syluru, piaskowce, kwarcyty, mułowce i wapienie dewonu oraz wapienie, mułowce, zlepieńce i dolomity permu.
Powyżej wymienionych utworów zalega kilkusetmetrowej miąższości seria osadów triasu (dolomity, mułowce, iłowce), a jeszcze wyżej utwory jury (piaskowce, iłowce, mułowce i wapienie).
Na utworach jury zalegają piaskowce kredy dolnej i odsłaniające się miejscami na powierzchni osady kredy górnej reprezentowane przez piaskowce, wapienie margliste i margle oraz piaskowce wapniste z wkładkami margli piaszczystych, wapienie piaszczyste i opoki.
Wychodnie osadów kredy górnej znajdują się głównie w zachodniej, południowej i wschodniej części gminy.
Bezpośrednio na kredzie zalegają utwory czwartorzędu reprezentowanego przez piaski różnoziarniste miejscami przewiane w wydmy oraz gliny zwałowe w przypadku czwartorzędu starszego oraz piaski, mady i torfy charakterystyczne dla czwartorzędu młodszego. Gliny zwałowe zajmują niewielkie płaty rozlokowane w różnych częściach gminy.
Na terenie gminy brak jest udokumentowanych i zbilansowanych surowców mineralnych.
Surowcami mineralnymi, które mogą stanowić potencjalnie przedmiot zainteresowania gospodarczego mogą być występujące na terenie gminy skały krzemionkowe luźne, skały węglanowe, skały ilaste i torfy.
Skały krzemionkowe luźne w postaci piasków eolicznych oraz piasków akumulacji wodnolodowcowej i rzecznej zajmują znaczną część powierzchni gminy.
Występujące w postaci wydm piaski w Dąbrówce – Zagórze, w okolicach Tarnawej Góry i Chlewskiej Woli mogą mieć znaczenie lokalne przy wykorzystaniu w budownictwie miejscowej ludności.
Do chwili obecnej brak jest udokumentowanych złóż piasku.
Istniejące odkrywki piasków grupują się w rejonie Chlewic, Chlewskiej Woli i Tarnawej Góry.
Ogółem zinwentaryzowano 20 punktów eksploatacji, z których większość jest eksploatowana okresowo i w małych ilościach przez właścicieli działek.
Skały węglanowe występują płytko głównie w zachodniej, południowej i wschodniej części gminy w rejonach Mękarzów – Tarnawa Góra, Moskorzew – Chebdzie i Chlewska Wola – Chlewice. Skały te nie były dotychczas przedmiotem zainteresowania przemysłu, a to głównie z uwagi na wyniki badań fizyko – chemicznych utworów kredy m.in. z okolic Moskorzewa wykazujące słabą przydatność tego surowca do produkcji cementu i elementów płytowych.
Dawniej sporadycznie eksploatowano kamień do budowy domów i dróg.
Surowiec do produkcji ceramiki budowlanej stanowią gliny piaszczyste zawierające widoczne ziarna i okruchy kwarcu, granitów, piaskowców i margli. Możliwość wykorzystania zlokalizowanych w okolicach Chlewic glin zwałowych potwierdza opinia Zakładu Usług Geologicznych i Technologicznych w Kielcach z 1969 r.
Podjęte próby eksploatacji tego surowca zostały zaniechane z uwagi na brak urządzeń do wypalania.
Torfowiska występują głównie w północnej i zachodniej części gminy. Złoża te, zidentyfikowane w dokumentacji torfowisk „Doliny rzeki Białej” i dokumentacji torfowisk „Doliny rzeki Pilicy” nie występują w bilansie zasobów.
Obszar gminy leży w dorzeczu dwóch rzek: zachodnia niewielka część gminy w dorzeczu rzeki Pilicy i pozostała przeważająca część gminy w dorzeczu rzeki Białej Nidy. Obie rzeki są lewymi dopływami Wisły. Teren gminy odwadniany jest za pośrednictwem cieków stanowiących dopływy do wymienionych rzek z których największe to Kwilinka i bezimienny wypływający spod Tarnawej Góry dopływ Pilicy.
Stan czystości źródłowego odcinka Nidy w klasyfikacji fizyko – chemicznej odpowiada klasie III. Korzystniejsze wyniki odnotowano w ocenie bakteriologicznej (II klasa). Zanieczyszczenie wód wyrażone wzrostem stężenia zawiesiny, azotynów i miana Coli pochodzi głównie ze spływów powierzchniowych.
Uzupełnieniem układu strug i strumieni jest szereg drobnych oczek wodnych oraz stawów rybnych w dolinie rzeki Białej Nidy i rzeki Kwilinki.
Według mapy hydrologicznej Polski obszar gminy należy do regionu nidziańskiego. Głównie użytkowe poziomy wodonośne występują w skałach mezozoicznych.
Źródłem zaopatrzenie w wodę jest przede wszystkim poziom związany z utworami kredy górnej. Poziom uzupełniający stanowią piaszczyste i żwirowe czwartorzędowe warstwy wodonośne.
Podstawowy poziom szczelinowy występujący przeważnie na głębokości do 20m, związany z utworami kredy górnej umożliwia uzyskanie wydajności do kilkudziesięciu m3/h i spełnia kryteria Głównych Zbiorników Wód Podziemnych (GZWP).
Przeważający obszar gminy leży ponad zbiornikiem GZWP – Niecka Miechowska SE, a niewielki fragment w rejonie Tarnawej Góry w granicach zbiornika GZWP – Niecka Miechowska NW.
W gminie przebiegają dwie ważne granice obszarów wymagających szczególnej ochrony, właściwego zagospodarowania przestrzennego i antropogennego użytkowania przestrzeni przyrodniczej.
W skali gminy, a także rejonu są to:
- strefa wododziałowa i ochrony zlewni Białej Nidy, które chronią: prawo wodne, prawo ochrony środowiska, ustawa o ochronie gruntów rolnych i leśnych; z cytowanych unormowań wynika, że najodpowiedniejszym byłoby użytkowanie leśne i częściowo rolnicze („nakładają” się tu także obszary chronionych wysokiej jakości gleb),
- obszary ochrony zasobów wód podziemnych, w oparciu o cytowane wyżej akty prawne, wyznaczają ograniczenia użytkowania terenu w zakresie gospodarki wodno – ściekowej (zrzutu ścieków do wód i ziemi), chemizacji rolnictwa, komunikacji i związanych z nią zanieczyszczeń, sposobu nawożenia gleb (ograniczenia gnojowicowania), bezściołowych form hodowlanych, gospodarki odpadami komunalnymi i przemysłowymi, eksploatacji surowców naturalnych.
