De contextura granítica, recobert en alguns puigs per Paleozoic residual, és flanquejat al N i a l’W per materials eocènics, que formen cingles de retrocés en el contacte del Collsacabra i de la plana de Vic, molt coneguts i característics. El massís és format per blocs de plegament germànic, amb surreccions i enfonsaments, amb algunes falles que l’emmarquen per migjorn i per llevant. L’altitud màxima és de 1.202 m, i les inferiors, a les valls més baixes, al voltant dels 300, però la majoria de les altures van de 800 a 1.000 m. Les carenes són suavitzades per una antiga superfície d’erosió preeocènica, molt ben conservada en el Paleozoic del pla de Montdois. Resten senyals de la mateixa superfície als cims paleozoics de Sant Benet i Sant Gregori i en els granits del pla de les Arenes, Matamala i Vallclara, cap a Sant Andreu de Bancells. Intrusions de diorites i altres materials durs ofereixen cims de 1.202 m a Sant Miquel de Solterra i formes molt abruptes, entre altres, a la riera d’Osor.
Als voltants del N i de l’W ja indicats, formen el massís cingleres de l’Eocè inferior, per retrocés de costers, per erosió dels materials de la plana de Vic, més inclinats aquests i menys potents que els del N, que formen el Collsacabra. Aquests, coronats per calcari nummulític i aixecats regularment en direcció NE, arriben a tenir una alçada de més de 1.000 m en algunes bandes. Pel costat de llevant de Montdois la falla de Sant Joan de Fàbregues desnivella el massís, que torna a aixecar-se vers l’E i falla novament a la riera d’Amer. És molt característic l’engorjat del Ter, que procedent de la plana de Vic penetra per ponent i s’excava en un desnivell de 500 m en alguns llocs, com des de la carena de Montdois a Querós. Més enllà el riu surt pel Pasteral a la contrada de la riera d’Amer.
El nom de les Guilleries (abans, la Guilleria) apareix avançat el segle XVIII. Primitivament hom l’anomenava la muntanya d’Osona (Monte Osonense, l’any 929). Pertanyia a la vegueria d’Osona i al bisbat de Vic, excepte Cladells, Sant Feliu de Buixalleu i Arbúcies (menys Joanet), que eren de Girona. La creació del comtat d’Osona (1356-72) féu passar quasi tot el territori de les Guilleries a la vegueria de Girona, però fou un fet transitori. La creació de les províncies (1833) repartí aquest massís entre les de Barcelona i Girona.