Από γεωλογικής απόψεως, η επαρχία της Πάφου περιλαμβάνει όλους σχεδόν τους γεωλογικούς σχηματισμούς της ελεύθερης Κύπρου. Γεωτεκτονικώς, μπορεί να διαχωριστεί στις ακόλουθες τέσσερις ζώνες:
1. Ζώνη Οφιολιθικού Συμπλέγματος του Τροόδους
2. Ζώνη Ιζηματογενών Σχηματισμών της Περιφέρειας του Τροόδους
3. Ζώνη Συμπλέγματος των Μαμωνιών
4. Σερπεντινίτης.
Ο Σερπεντινίτης, αν και ανήκει σε διαφορετική γεωτεκτονική ζώνη, για σκοπούς απλούστευσης της πολύπλοκης γεωλογίας της επαρχίας, και εξαιτίας κάποιας γενετικής σχέσης του με το υπόλοιπο μέρος του Οφιολιθικού Συμπλέγματος του Τροόδους, εντάσσεται σ' αυτό.
1. Οφιολιθικό Σύμπλεγμα του Τροόδους και Σερπεντινίτης
Τα είδη των πυριγενών πετρωμάτων που απαντώνται και η κατανομή τους έχουν ως ακολούθως:
α) Σερπεντινίτης: Αποτελείται από σερπεντινιωμένο χαρτζβουργίτη (περιδοτίτη) με φακούς ή ζώνες από σερπεντινιωμένο δουνίτη. Η σειρά αυτή εκτός από την Πάφο απαντάται και στην περιοχή του Ολύμπου και στο δάσος της Λεμεσού, είναι δε γνωστή σαν μανδυακή σειρά διότι αποτελεί υπολείμματα του ανώτερου μανδύα της γης. Η βασική διαφορά μεταξύ του σερπεντινίτη της Πάφου με εκείνο του Τροόδους και του δάσους της Λεμεσού είναι ότι ο πρώτος έχει εναποτεθεί στη σημερινή του θέση σε μεταγενέστερο στάδιο απ' ό,τι τα υπόλοιπα πετρώματα του Οφιολιθικού Συμπλέγματος του Τροόδους.
Οι κυριότερες εμφανίσεις του σερπεντινίτη στην επαρχία Πάφου βρίσκονται στη χερσόνησο του Ακάμα και στα νότιά της μέχρι το δάσος της Πέγειας, στην περιοχή μεταξύ των χωριών Επισκοπή-Μαραθούντα-Κονιά-Αγία Βαρβάρα-Νατά, στα δυτικά του χωριού Τρεμιθούσα, στα βόρεια του χωριού Κισσόνεργα, στα βορειοδυτικά της πόλης της Πάφου, και στην περιοχή μεταξύ των χωριών Τάλα και Πέγεια. Μικρότερες εμφανίσεις σερπεντινίτη απαντώνται επίσης στη διοικητική έκταση των χωριών Μαμώνια, Μάρωνας, Χολέτρια, Πάνω Αρχιμανδρίτα, Φασούλα, Σταυροκόννου, Κούκλια, Πραστειόν, Γαλαταριά και Κανναβιού.
β) Γάββροι: Από τα πλουτώνια πετρώματα απαντώνται κυρίως οι γάββροι, η κύρια εμφάνιση των οποίων βρίσκεται στα νότια του χωριού Παλιάμπελα. Μικρότερη εμφάνιση γάββρων παρουσιάζεται επίσης στη διοικητική έκταση του χωριού Άγιος Νικόλαος.
γ) Διαβάσης: Αποτελείται από πολλαπλές φλέβες βασαλτικής και ανδεσιτικής σύστασης, πάχους 0,5 - 2,5 μέτρων, που είναι τροφοδότες των υπερκείμενων πίλλοου-λαβών. Κάμνει αισθητή την παρουσία του στο βορειοανατολικό τμήμα της επαρχίας και ιδιαίτερα στην περιοχή του δάσους της Πάφου. Εμφανίζεται επίσης σε μια λεπτή σχετικά ζώνη που εκτείνεται από την ανατολική ακτή της χερσονήσου του Ακάμα μέχρι και το ύψωμα Βλάμπουρος προς νότον. Ο διαβάσης χαρακτηρίζεται από την ανθεκτικότητά του στη διάβρωση και την αποσάθρωση.
δ) Ορίζοντας Βάσης: Είναι μια μεταβατική ζώνη μεταξύ του υποκείμενου διαβάση και των υπερκείμενων πίλλοου-λαβών. Ο ορίζοντας αυτός αποτελείται από 80-90% φλέβες της ίδιας σύστασης με εκείνες του διαβάση και 10-20% πίλλοου-λάβες. Απαντάται κυρίως στην περιοχή του Οφιολιθικού Συμπλέγματος του Τροόδους όπου περιβάλλει το πέτρωμα του διαβάση. Εμφανίζεται επίσης σε μια λεπτή σχετικά ζώνη στη χερσόνησο του Ακάμα.
ε) Κατώτερος Ορίζοντας Πίλλοου-Λαβών: Αποτελείται από πίλλοου-λάβες και άλλους τύπους ηφαιστειακών εκχύσεων καθώς και από διεισδύσεις υπό μορφή φλεβών σε ίση περίπου αναλογία. Ο ορίζοντας αυτός έχει χρώμα γκριζοπράσινο, είναι ανδεσιτικής κυρίως σύστασης και χαρακτηρίζεται από την παρουσία των ορυκτών χαλκηδονίου και κελαδονίτη. Εμφανίζεται κυρίως στην περιοχή του Οφιολιθικού Συμπλέγματος του Τροόδους και σε μεγάλο μέρος της χερσονήσου του Ακάμα.
στ) Ανώτερος Ορίζοντας Πίλλοου-Λαβών: Αποτελείται κυρίως από πίλλοου-λάβες και μικρό ποσοστό φλεβών (10-20%). Η σύστασή τους είναι κυρίως βασαλτική με μικρότερα ποσοστά ολιβινικών βασαλτών και πικριτών. Ο ορίζοντας αυτός κατέχει την εξωτερική περιφέρεια του Οφιολιθικού Συμπλέγματος του Τροόδους. Πολύ μικρότερη εμφάνιση του ορίζοντα βρίσκεται στη χερσόνησο του Ακάμα.
2. Ιζηματογενείς σχηματισμοί της περιφέρειας του Τροόδους
Στην επαρχία της Πάφου βρίσκεται μια μεγάλη ποικιλία ιζηματογενών αποθέσεων, οι κυριότερες από τις οποίες είναι οι ακόλουθες:
α. Σχηματισμός Πέρα Πεδίου: Ο σχηματισμός αυτός, καμπανίου ηλικίας, αντιπροσωπεύεται από μια μόνο μικρή εμφάνιση στην τοποθεσία «Μαυροχώματα», στα βορειοανατολικά της Λάρας. Αποτελείται από ούμβρα (φαιόχωμα) χρώματος καφέ και σχιστολίθους πάχους 10 περίπου μέτρων.
β. Σχηματισμός Κανναβιού: Αποτελείται από μπεντονίτες, ηφαιστειοκλαστικούς πηλίτες και ψαμμίτες. Απαντάται στη διοικητική έκταση των χωριών Αργάκα, Μακούντα, Κινούσα, Πελαθούσα, Άγιος Ισίδωρος, Στενή, Περιστερώνα, Λυσός, Μελάντρα, Μελάδεια,* Ζαχαριά, Ιστιντζιόν, Τριμιθούσα, Σαραμά, Σίμου, Λάσα, Αναδιού, Φοίτη, Κρίτου Μαρόττου, Μηλιά, Άγιος Δημητριανός, Κανναβιού, Λαπηθιού, Μαμούνταλη, Στατός, Άγιος Φώτιος, Πάνω Αρόδες, Πέγεια, Μέσα Χωριό, Αναβαργός, Άρμου, Κονιά και Μαραθούντα. Η ηλικία του Σχηματισμού Κανναβιού είναι η μαιστρίχτιος.
γ. Σχηματισμός Μονής: Ο σχηματισμός αυτός, επίσης μαιστριχτίου ηλικίας, αποτελείται από αργίλλους μέσα στους οποίους βρίσκονται κομμάτια αρχαιοτέρων πετρωμάτων, πιθανόν του Συμπλέγματος των Μαμωνιών. Τα πετρώματα του Σχηματισμού Μονής καλύπτουν μεγάλες εκτάσεις της επαρχίας Πάφου. Ιδιαίτερα μεγάλες εμφανίσεις βρίσκονται στη διοικητική έκταση των χωριών Σουσκιού, Φοίνικας, Αναρίτα, Φασούλα, Πάνω και Κάτω Αρχιμανδρίτα, Μάρωνας, Πραστειόν, Άγιος Γεώργιος, Μαμώνια, Σταυροκόννου, Τραχυπέδουλα, Κελοκέδαρα, Χολέτρια, Νατά, Αναρίτα, Επισκοπή, Μαραθούντα, Καλλέπεια, Πιταργού, Αξύλου, Αγία Μαρίνα Κελοκεδάρων, Κιδάσι, Σαλαμιού, Άγιος Ιωάννης, Βρέτσια, Κοιλίνια, Γαλαταριά, Πενταλιά, Φάλια, Χούλου, Στατός - Άγιος Φώτιος, Λαπηθιού, Μαμούνταλη, Κανναβιού, Ασπρογιά, Δρυνιά, Μηλιά, Άγιος Δημητριανός, Αναδιού, Φοίτη, Πάνω Αρόδες, Κάθικας, Πέγεια, Ακουρσός και Κρίτου Μαρόττου.
δ. Σχηματισμός Λευκάρων: Περιλαμβάνει ασβεστούχα πελαγικά ιζήματα που αποτελούνται (από κάτω προς τα άνω) από ροζ ή άσπρες λεπτοπλακώδεις μάργες και κιμωλίες, κερατολίθους, συμπαγείς κιμωλίες και τέλος σχιστές κιμωλίες και μάργες. Ο σχηματισμός Λευκάρων είναι παλαιόκαινης-ολιγόκαινης ηλικίας και απαντάται πληθωρικά στη λοφώδη περιφέρεια της επαρχίας που εκτείνεται γύρω από το Οφιολιθικό Σύμπλεγμα του Τροόδους. Οι μεγαλύτερες εμφανίσεις του σχηματισμού βρίσκονται στη διοικητική έκταση των χωριών Πάνω και Κάτω Αρχιμανδρίτα, Φασούλα, Κούκλια, Φοίνικας, Αναρίτα, Νατά, Επισκοπή, Αγία Βαρβάρα, Αξύλου, Ελεδιό, Αμαργέτη, Αγία Μαρίνα Κελοκεδάρων, Πιταργού, Καλλέπεια, Άρμου, Μαραθούντα, Μέσα Χωριό, Τρεμιθούσα, Τάλα, Κοίλη, Ακουρσός, Μάρωνας, Πραστειόν, Σταυροκόννου, Κελοκέδαρα, Πενταλιά, Σαλαμιού, Κιδάσι, Κέδαρες, Μέσανα, Άγιος Ιωάννης, Αρμίνου, Φιλούσα, Άγιος Νικόλαος, Βρέτσια, Γαλαταριά, Στατός-Άγιος Φώτιος, Παναγιά, Ψάθι, Άγιος Δημητριανός, Δρυνιά, Δρύμου και Φοίτη.
ε. Σχηματισμός Τέρρας: Σε ορισμένες περιοχές της Πάφου οι αποθέσεις των Λευκάρων επικαλύπτονται από υφαλογενείς ασβεστόλιθους του Σχηματισμού Τέρρας της Κατώτερης Μειόκαινης περιόδου. Οι κύριες εμφανίσεις βρίσκονται στη διοικητική έκταση των χωριών Ανδρολίκου, Νέο Χωριό, Καραμούλληδες, Ίνια, Κάτω Αρόδες, Πάνω Αρόδες, Τέρρα, Κρίτου Τέρρα, Κάθικας, Πέγεια, Παναγιά, Στατός-Άγιος Φώτιος, Ακουρσός, Κονιά, Μαραθούντα και Αγία Μαρινούδα.
στ. Σχηματισμός Πάχνας: Τους σχηματισμούς των Λευκάρων και της Τέρρας διαδέχεται προς τα άνω μια άλλη σειρά ασβεστούχων ιζημάτων, γνωστή σαν Σχηματισμός της Πάχνας, της Μεσομειόκαινης περιόδου. Η σειρά αυτή αποτελείται από εναλλασσόμενες στρώσεις κιμωλιών, μαργών και ψαμμιτών. Βρίσκεται στη διοικητική έκταση των χωριών Κούκλια, Πάνω και Κάτω Αρχιμανδρίτα, Φασούλα, Νικόκλεια, Σουσκιού, Αναρίτα, Τίμη, Αχέλεια, Κολώνη, Μάρωνας, Μούσερε, Πιταργού, Αξύλου, Ελεδιό, Αμαργέτη, Φάλια, Χούλου, Τσάδα, Καλλέπεια, Λετύμπου, Λεμώνα, Κοίλη, Ακουρσός, Κάθικας, Θελέτρα, Πέγεια, Πάνω Αρόδες, Κάτω Αρόδες, Τέρρα, Κρίτου Τέρρα και Στρουμπί.
ζ. Σχηματισμός Καλαβασού: Αποτελείται από γύψο μεσσηνίου ηλικίας (5 εκ. χρόνων), που απαντάται σαν εβαπορική φάση σχηματίζοντας στρώσεις και φακούς ποικίλου πάχους και καθαρότητας. Βρίσκεται στη διοικητική έκταση των χωριών Ελεδιό, Αξύλου, Αμαργέτη, Λεμώνα, Χούλου, Κούρδακα, Λετύμπου, Καλλέπεια, Πολέμι, Στρουμπί, Θελέτρα, Γιόλου, Δρύμου και Ψάθι.
η. Σχηματισμός Κορωνιάς: Θεωρείται σαν παράλληλη φάση των ιζημάτων του Σχηματισμού Πάχνας και αποτελείται από συμπαγείς υφαλογενείς ασβεστόλιθους. Η ηλικία του σχηματισμού αυτού είναι μέση μειόκαινη-ανώτερη μειόκαινη και εμφανίζεται κυρίως στη χερσόνησο του Ακάμα, μεταξύ των χωριών Πελαθούσα και Περιστερώνα, καθώς και στην περιοχή μεταξύ των χωριών Λυσός-Μελάνδρα-Φιλούσα-Ευρέτου-Περιστερώνα.
θ. Σχηματισμός Λευκωσίας: Περιλαμβάνει αμμώδεις μάργες, κροκάλες και ασβεστολιθικούς ψαμμίτες της Πλειστόκαινης περιόδου. Απαντάται κυρίως στη διοικητική έκταση των χωριών Πόλη, Χρυσοχού, Καραμούλληδες, Προδρόμι, Δρούσια, Γουδί, Στενή, Περιστερώνα, Χόλη, Σκούλλη, Ευρέτου, Σίμου, Γιόλου, Δρύμου, Στρουμπί, Πολέμι, Χούλου, Άγιος Δημητριανός, Αμαργέτη, Λεμώνα, Θελέτρα και Ανδρολίκου.
ι. Σχηματισμός Αθαλάσσας: Ο σχηματισμός αυτός, ανώτερης πλειόκαινης-κατώτερης πλειστόκαινης ηλικίας, αποτελείται από ασβεστολιθικούς ψαμμίτες (πωρόλιθους) και άμμους. Οι κύριες εμφανίσεις του βρίσκονται στην περιοχή μεταξύ των χωριών Πάνω Ακουρδάλια-Ευρέτου-Χόλη-Γουδί-Χρυσοχού-Τέρρα-Μηλιού, καθώς και στα νότια του χωριού Σίμου.
ια. Σύναγμα: Με την απαρχή της Πλειστόκαινης περιόδου και την ανύψωση του Τροόδους άρχισε έντονη διάβρωση που είχε σαν αποτέλεσμα τη δημιουργία χαλικιών και άμμων, γνωστών σαν Σύναγμα. Οι αποθέσεις αυτές απαντώνται κυρίως στη χερσόνησο του Ακάμα, στα ανατολικά της Λάρας, σε μια στενή ζώνη μεταξύ των χωριών Αργάκα και Νέα Δήμματα, στη διοικητική έκταση των χωριών Προδρόμι και Νέο Χωριό, και στα ανατολικά του ακρωτηρίου Δρεπάνου.
ιβ. Σχηματισμός Αναβαθμίδων: Οι ανοδικές ηπειρογενετικές κινήσεις οι οποίες συνέβησαν από την Πλειστόκαινη περίοδο μέχρι σήμερα δημιούργησαν τις θαλάσσιες και ποτάμιες αναβαθμίδες, που αποτελούνται από αμμοχαλικώδεις ή και αργιλλώδεις προσχώσεις. Οι αποθέσεις αυτές απαντώνται πληθωρικά στην παράκτια πεδιάδα της Πάφου, στην πεδιάδα της Χρυσοχούς, στη χερσόνησο του Ακάμα καθώς και στα νότιά της μέχρι τη χερσόνησο της Λάρας.
ιγ. Πρόσφατες αλλουβιακές αποθέσεις: Πρόκειται για πρόσφατες ποτάμιες αποθέσεις της Ολόκαινης γεωλογικής περιόδου, που αποτελούνται από άμμους, χαλίκια και πηλούς. Βρίσκονται κυρίως στην πεδιάδα της Πάφου, στην πεδιάδα της Χρυσοχούς και στις κοιλάδες των ποταμών που ρέουν στην επαρχία.
3. Σύμπλεγμα Μαμωνιών.
Στην επαρχία Πάφου ανευρίσκεται μια αλλόχθονη, έντονα μεταμορφωμένη σειρά πετρωμάτων τριαδικής (210 εκατομμυρίων χρόνων) μέχρι κρητιδικής ηλικίας (80 εκατομμυρίων χρόνων) τα οποία εναπετέθησαν στη σημερινή τους θέση κατά τη διάρκεια της Μαιστριχτίου περιόδου (πριν από 70 περίπου εκατομμύρια χρόνια). Η σειρά αυτή είναι γνωστή σαν Σύμπλεγμα Μαμωνιών και αποτελείται από ιζηματογενή και οφιολιθικά πετρώματα, όπως ραδιολαρίτες, κρητίδες, ασβεστόλιθους, πίλλοου-λάβες κ.α. Επίσης παρουσιάζονται τοπικά και μερικά μεταμορφωμένα πετρώματα, όπως αμφίβολοι, μαργαϊκοί σχιστόλιθοι, φυλλίτες και μάρμαρα. Τα πετρώματα του Συμπλέγματος των Μαμωνιών απαντώνται στη διοικητική έκταση των χωριών Ανδρολίκου, Φασλί, Νέο Χωριό, Ίνια, Δρούσια, Πάνω Αρόδες, Κάτω Αρόδες, Πέγεια, Ακουρσός, Κοίλη, Τάλα, Μαραθούντα, Αγία Βαρβάρα, Αναρίτα, Σουσκιού, Χολέτρια, Σταυροκόννου, Άγιος Γεώργιος, Φασούλα, Μαμώνια, Μάρωνας, Τραχυπέδουλα, Πραστειόν, Νατά, Επισκοπή, Αξύλου, Κελοκέδαρα, Σαλαμιού, Κιδάσι, Πενταλιά, Φάλια, Γαλαταριά, Στατός-Άγιος Φώτιος και Κούκλια.
Στον γεωλογικό σχηματισμό του Συμπλέγματος των Μαμωνιών ανευρίσκονται διάφορα απολιθώματα, όπως αμμωνιτών, καθώς και φύλλων και κλάδων δέντρων μήκους μέχρι 30 εκατοστών και πάχους 6 εκατοστών. Σε σπάνιες περιπτώσεις ανευρίσκονται επίσης ίχνη αποτυπωμάτων ποδιών ερπετών.