Планината Баба се состои претежно од гранити и кристалести шкрилци, со карактеристични глацијални форми и камени реки што сведочат за древната геолошка еволуција.
Геолошката градба на Баба Планина како типичен хорст ја чинат претежно палеозојски шкрилци и гранити, ки по тектонски и ерозивен пат се откриени во средишниот дел. Главниот гребен на север започнува со врвот Козји Камен (2137 м), за завршува на територијата на Грција. Кон исток и запад, од него се издвојуваат странични гребени кои меѓу себе се раздвоени со речни долини.Главниот планински гребен воедно е водораздел помеѓу Јадранскиот и Егејскиот слив.
Од морфоскулптурните елементи, особено се истакнуваат камените реки на височина од 1300 до 2000м, кои се едни од најмаркантните на Балканскиот Полуостров. Плавините се исто така важна релјефна одлука, а се јавуваат во еден долг појас покрај источното, северното и западното подножје. Високопланинските делови на Баба, за време на плеистоцен биле зафатени со глацијација која оставила свои трагови во денешниот релјеф, во вид на фосилни глацијални форми: циркови и морени.
Во проширениот опфат на НП Пелистер, најголема површина зафаќаат палеозојските шкрилести карпи. Истите имаат разновиден литолошки состав, а издвоени се серија на кварц- серицитски и зелени шкрилци и филитоидна серија. Покрај нив, значителна површина зафаќаат гранитоидни карпи, кои исто така се со палеозојска старост.Гранитите го градат магматското јадро на Баба Планина во вид на големо магматско тело – батолит.
Палеорелјефни форми
Според досегашните истражувања, на северното подрачје на Планината Баба се среќаваат траги од прелимински долини и флувиодендудациски зарамнини – површини. Карактеристични се површините поврзани со фодилната преграбенска Ѓаватска долина. Како преграбенска се издвојува и долината на Шемница, потоа Цапарска и Ротинска Река. Геоморфолошки е интересна и пространа брановидна зарамнина која се протега во источното подножје помеѓу селата Лавци и Букови.
Неорелјефни форми
Во подрачјето на НП Пелистер од постнеогените релјефни форми доминираат флувијалните, глацијалните, периглацијалните и дендудациските. Во рамките на НП, речните долини, заедно со планинските била – сртови, се најмаркантен морфолошки елемент. Поради интензивните тектонски движења од една страна и опаѓањето на Преспанското и исчезнувањето на Пелагониското Езеро, од друга страна, речните долини се длабоко всечени помеѓу планинските гребени. Долините имаат два карактеристични правци на протегање: мердијански и субмапореднички. Заради тектонската предимензионираност и поврзаноста со долниот езерски базис, поголемите планински реки се длабоко всечени и со многу стрмни долински страни. Бидејќи се стрмно всечени, речните тераси обично се слабо изразени на долинските страни.