En yaşlı kayaları Boyabat dolayında yüzeylenen Permo-Triyas yaşlı şist, mermer ve meta bazikler oluşturur. Boyabat ve Durağan ilçeleri çevresinde yer alan metamorfik seriler doğu ve güneybatı doğrultusunda geniş bir alana yayılmıştır.Türkeli-Gerze çizgisinin güneyinde Üst Kretase fliş ve kalkerleri vardır. Bu kesim genellikle kalın kumtaşı, marn ve marnlı kalker tabakalarından oluşmuştur. Ayancık ve Erfelek ilçeleri çevresinde yer alan Eosen flişleri, ince tabakalalı, gevşek çimentolu, kumtaşı ve marn oluşumudur. Merkez ilçenin güneybatısında Karasu vadisinde yer alan flişler Neojen yaşlıdır. Bunlar, iri taneli konglomeralardan oluşmuştur. İlin batısında ve Gerze'nin kuzeyinde Pleyistosen yaşlı serilere rastlanır. Buralarda, kumlu ve killi yataklar, geniş alanlar kaplar. Üst Kretase yaşlı volkanik kayaçlar Boztepe ve Boyabat ilçesinin kuzeybatısında yer almaktadır. İl, genellikle sismik bakımdan aktif bölgeler dışında kalır. Ancak Durağan ve Boyabat ilçeleri I. derece deprem bölgesine girer. Sinop ili maden çeşitliliği ve rezervi yönünden sınırlı potansiyele sahiptir. MTA Genel Müdürlüğü tarafından il ve yakın civarında metalik maden ve endüstriyel hammaddelere yönelik çalışmalar gerçekleştirilmiş ve bunların sonucunda kuvars kumu ve tuğla-kiremit yatak ve zuhurları ortaya konulmuştur. İlde metalik madenler bakımından sadece manganez oluşumu tespit edilmiş olup, Saraydüzü ilçesindeki bu manganez zuhurunun Mn tenörü % 48-50 şeklinde olup, küçük boyutlu olması nedeniyle, zuhur ekonomik bir potansiyel oluşturmamaktadır. Boyabat ilçesindeki tuğla-kiremit hammaddelerinin tuğla imaline elverişli olduğu tespit edilmiştir. Ancak su emme miktarlarının fazla olması nedeni ile kiremit imaline uygun değildir. İlçedeki toplam tuğla-kiremit potansiyeli 174 milyon tondur. Bu nedenle ilçede tuğla-kiremit sanayi gelişmiştir. İldeki bir diğer önemli endüstriyel hammadde kaynağı İnceburun ve Sarıkum yörelerindeki kuvars kumu yataklarıdır. İnceburun Yarımadasındaki kuvars kumlarının SiO2 içeriği %79-80 civarında olup orijinal halde cam ve döküm kumu olarak kullanılması mümkün değildir. Ancak yıkama işleminden sonra değerlendirilebilirler. Sahanın muhtemel rezervi 120.000.000 tondur. Sarıkum mahallesindeki kuvars kumlarının SiO2 içerikleri ise % 78-79 civarında olup, 1.250.000 ton civarında potansiyel rezerv beklenmektedir. Sözü edilen madenler dışında il dahilinde enerji hammaddelerine yönelik yapılan çalışmalar sonucunda Durağan yöresinde kalori değeri yüksek linyit oluşumlarına rastlanmıştır. Sahada jeolojik verilere dayanarak 440.000 ton muhtemel rezerv belirlenmiştir.
