Il territorio di Sedilo ricade nella parte sud-occidentale in una vasta fossa tettonica: il Graben di Ottana, originata in seguito ai movimenti tettonici distensivi Oligo-miocenici (circa 26 milioni di anni fa) che hanno portato al distacco del blocco Sardo-Corso dalla Francia e dalla Spagna.
In concomitanza con questi movimenti tettonici, si è avuta un’intensa attività vulcanica di tipo esplosivo con la messa in posto di prodotti piroclastici.
Ad una fase di relativa calma, in cui si è avuta una intensa erosione dei rilievi e sedimentazione all’interno del Graben, intorno a 5 milioni di anni fa, segue una intensa attività vulcanica di tipo effusivo che ha dato origine ad estese colate di basalto.


Successivamente, processi di erosione dei corsi d’acqua, processi gravitativi e di ruscellamento hanno modellato i versanti dell’altopiano. Un ruolo importante, nell’evoluzione del paesaggio, ha avuto l’uomo che con i disboscamenti, il pascolo e le lavorazioni, ha intensificato i processi morfogenetici.
Nell’area di Sedilo di distinguono, dal più antico al più recente, i seguenti litotipi:

Vulcaniti Oligo-Mioceniche: prodotti piroclastici depositati durante l’attività vulcanica di tipo esplosivo avvenuta in concomitanza con i movimenti tettonici che hanno dato origine al graben. Questi depositi piroclastici, rappresentati da un’alternanza di ignimbriti (piroclastici saldate) e tufi (piroclastiti poco saldate), formano una serie più o meno continua di prodotti di nube ardente.

Arenarie di Sedilo dell’Oligocene-Langhiano (Porcu 1983) di ambiente fluviale. Si tratta di sedimenti depositati durante un periodo di quiescenza dell’attività vulcanica Oligo-miocenica. Questi depositi, provenienti dall’erosione dei rilievi circostanti il graben, sono costituiti principalmente da granuli di feldspato rosa, quarzo ed elementi metamorfici. Affiorano nella parte bassa dei versanti dell’altopiano di Sedilo e lungo il bordo del lago Omodeo; si presentano poco compatti ed incoerenti, intercalati talvolta da livelli più grossolani e compatti.

Tufi di Sedilo e Noragugume: costituiti da sedimenti piroclastici cineritici e pomicei, ricoprenti le Arenarie di Sedilo, messi in posto in seguito alla ripresa dell’attività vulcanica. Il loro aspetto è massivo, ma nel complesso sono abbastanza tenere; si presentano fortemente fratturate ed occupano il medio ed alto versante dell’altopiano.

Arenarie di Dualchi: affioranti nella parte alta dei versanti; sono costituite da un'alternanza di livelli conglomeratico-arenacei di facies fluvio-deltizia. Sono in genere incoerenti e costituite essenzialmente da ciottoli paleozoici, quarzo e rarissimi elementi ignimbritici. La sedimentazione di questi depositi è avvenuta nel Miocene inferiore durante una fase di tranquillità tettonica.

Basalti: messi in posto durante la fase tettonica distensiva del Pliocene. Ricoprono tutta la successione sedimentaria ed occupano la maggior parte dell’area in studio; si presentano fortemente fratturati ed alterati nella parte superficiale. Lo spessore della coltre basaltica è influenzato dalla morfologia preesistente e dalla sovrapposizione di più colate fuoriuscite da centri di emissione lineari e puntiformi.
Lungo i versanti dell’altopiano sono presenti spesse coltri detritiche provenienti dal crollo della cornice basaltica, e depositi colluviali.