A geologia de Arouca é, na sua maioria, constituída por rochas que, vulgarmente, são designadas xistos e granitos. Na realidade as designações genéricas mais apropriadas são metassedimentos (como o nome indica, rochas metamórficas resultantes de rochas sedimentares) e granitóides (granitos e rochas afins). Os primeiros compreendem principalmente ardósias, filitos, xistos, metagrauvaques e quartzitos. Os segundos granitos de duas micas e o quartzodiorito onde assenta a vila de Arouca.
No limite nordeste da serra da Freita ocorre uma estrutura alinhada (sulco Dúrico-Beirão), com orientação NW-SE. É a única zona na região onde afloram rochas de idade Ordovícica a Carbonífera; a faixa, gerada durante a 1ª fase de deformação Hercínica, é constituída por ardósias, filitos e quartzitos, sendo em toda a sua extensão bastante fossilífera. No núcleo desta faixa ocorre uma bacia de idade carbonífera, responsável, doze quilómetros para noroeste, pelas minas de carvão do Pejão, e ainda mais para noroeste pelas minas de S. Pedro da Cova que foram exploradas durante mais de cem anos; No entanto na região de Arouca as rochas de idade carbonífera são praticamente escassas. Esta bacia terá sido um sulco intramontanhoso originado em consequência da exumação no final da 2ª fase de deformação.
Os aspectos mais importantes da geologia de Arouca, excluindo a metalogénese e os paleontológicos, são aspectos tectónicos (relacionados com a deformação das rochas, em particular dos metassedimentos), o metamorfismo e a génese das rochas ígneas (também designadas magmáticas) intrusivas (isto é, formadas em profundidade). De modo a tornar mais claro estes diferentes assuntos eles irão ser tratados em rubricas separadas, ainda que, obviamente, se encontrem geneticamente relacionados. 
As imagens inferiores foram obtidas ao microscópio em lâminas delgadas com 0,03 mm de espessura. NX- imagem obtida com os nicóis cruzados; NP- imagem obtida em luz natural 
As imagens inferiores foram obtidas ao microscópio em lâminas delgadas com 0,03 mm de espessura. A ardósia (à esquerda), bastante utilizada nos telhados das casas da região, é composta essencialmente por minerais do grupo das argilas e, em menor quantidade, por pequenos grãos de quartzo. O quartzito (à direita) é composto quase exclusivamente por grãos de quartzo recristalizados. 
As imagens inferiores foram obtidas ao microscópio em lâminas delgadas com 0,03 mm de espessura. À esquerda- filito, composto, essencialmente, por sericite (moscovite fina) e quartzo. À direita- xisto biotítico com um forte dobramento e xistosidade de plano axial. Além de biotite (Bi) observa-se na imagem quartzo (Qz), clorite (Cl) e sericite (Se).
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Geologia