Πετρώματα ηλικίας 400 εκατομμυρίων ετών που διπλώθηκαν, σπρώχτηκαν και μεταμορφώθηκαν (μεταμόρφωση) κατά τη διάρκεια του σχηματισμού των βουνών, με αποτέλεσμα τη σημερινή διάταξη και κατανομή τους. Στην περιοχή Hintertaunus απαντώνται ο σχηματισμός σχιστόλιθου Bunte (ίζημα που σχηματίστηκε σε πεδιάδα ποταμού) και ο σχηματισμός Hermeskeil (ίζημα που σχηματίστηκε στη θάλασσα). Ο χαλαζίτης Taunus σχηματίζει τις κορυφογραμμές της κορυφογραμμής Taunus και τα πετρώματα του σχηματισμού Kellerskopf (θαλάσσιο ίζημα), του μεταανδεσίτη Rossert, του μετααρυολίθου Wiesbaden (αμφότερα ηφαιστειακά πετρώματα) και του φυλλίτη Bierstadt (θαλάσσιο ίζημα) βρίσκονται στο Vordertaunus. Ο φυλλίτης Bierstadt είναι το αρχαιότερο πέτρωμα στην Έσση ηλικίας περίπου 480 εκατομμυρίων ετών. Η ηλικία του λεπτόκοκκου σχιστόλιθου, ο οποίος ανακαλύφθηκε στο υπέδαφος του Βισμπάντεν μόλις το 1991, προσδιορίστηκε με βάση τα απολιθώματα θαλάσσιου πλαγκτού. Σε μια πολύ εμφανή ζώνη ρήγματος, το Taunussüdrandverwerfung, οι παλιοί βραχώδεις σχηματισμοί έχουν ωθηθεί σε μεγαλύτερα βάθη. Βρίσκεται στο Βισμπάντεν περίπου νότια της Parkstraße και είναι ευθυγραμμισμένη παράλληλα με την κορυφογραμμή Taunus. Νότια αυτού του ρήγματος, οι βραχώδεις σχηματισμοί επικαλύπτονται από θαλάσσια ιζήματα της τριτογενούς ηλικίας. Η βαθύτερη γεώτρηση στο Wiesbaden μέχρι σήμερα, στη θέση του πρώην σφαγείου, συνάντησε τον μεταρχιόλιθο Wiesbaden σε βάθος 236 μέτρων. Αυτή η μετατόπιση των παλαιών βραχωδών σχηματισμών κατά περισσότερα από 200 μέτρα δείχνει ότι κατά τη διάρκεια της σύγχρονης ιστορίας της Γης εμφανίστηκε ένα περίπλοκο κροκαλοπαγές μοτίβο ωθήσεων και εγκάρσιων διαρρήξεων.

Τα νεαρά ρήγματα και οι ζώνες ρηγμάτων χρησίμευσαν και συνεχίζουν να χρησιμεύουν ως οδοί για την άνοδο θερμού νερού από μεγάλα βάθη του φλοιού της γης στην επιφάνεια. Οι περίφημες ιαματικές και μεταλλικές πηγές του Βισμπάντεν είναι επίσης αποτέλεσμα της ανόδου των εξαιρετικά αλατούχων ιαματικών βαθιών νερών. Οι απότομα ανερχόμενοι βράχοι, όπως αυτοί στο Frauenstein και στο δάσος κοντά στο Georgenborn, σχηματίστηκαν επίσης από μεταλλικά νερά. Τα ιαματικά νερά ανέβηκαν σε μεγάλες σχισμές, από τις οποίες κατακρημνίστηκε αρχικά βαρύτης και αργότερα χαλαζίας, με τον χαλαζία να αντικαθιστά τον βαρύτη κατά τρόπο που να παίρνει την κρυσταλλική του μορφή (ψευδομορφές από χαλαζία σε βαρύτη). Αυτές οι πληρώσεις των σχισμών από σκληρό ψευδομορφικό και καλυμμένο χαλαζία σχηματίζουν σήμερα τους βράχους. Η φλέβα χαλαζία από το Neroberg και το Schulberg, από την άλλη πλευρά, παρουσιάζει μεγάλα μπλοκ χαλαζία. Η πηγή Schützenhof προέρχεται από εδώ.

Ένα ιδιαίτερο χαρακτηριστικό είναι η ηφαιστειότητα βασάλτη κοντά στο Wiesbaden-Naurod στο Erbsenacker. Οι γεωλόγοι ανακάλυψαν δύο εστίες βασάλτη ηλικίας 57 εκατομμυρίων ετών. Ερμηνεύονται ως κανάλια ενός ηφαιστείου που είχε σχηματίσει δύο ηφαιστειακούς κρατήρες που περιβάλλονται από κώνους τέφρας και ροές λάβας. Η απομάκρυνση των παλαιών πετρωμάτων του Taunus κατά μήκος του ρήγματος του περιθωρίου του Taunus χρονολογείται από τον σχηματισμό του Upper Rhine Graben. Καθώς ο φλοιός της γης βυθίστηκε εντός αυτής της ρηξιγενούς ζώνης, σχηματίστηκαν νέες περιοχές ιζηματογένεσης, όπως η λεκάνη του Μάιντς, στις οποίες η θάλασσα μπόρεσε επανειλημμένα να εισχωρήσει. Αυτό συνέβαινε εν μέρει από το νότο από την "αρχέγονη" Μεσόγειο Θάλασσα, την Τηθύ, και εν μέρει από το βορρά από την Παλαιο-Βόρεια Θάλασσα, της οποίας η ακτογραμμή εκείνη την εποχή διέτρεχε περίπου το επίπεδο του Κάσελ. Η πρώτη, βραχύβια θαλάσσια προέλαση έλαβε χώρα πριν από περίπου 33 εκατομμύρια χρόνια και καταγράφεται στο υπέδαφος σε μια γεώτρηση βάθους 170 μέτρων κοντά στο Wallau. Η δεύτερη, εκτεταμένη και μακράς διάρκειας θαλάσσια διείσδυση έλαβε χώρα πριν από περίπου 30 εκατομμύρια χρόνια. Το Rupelton (σχηματισμός Bodenheim), με τα πλούσια, πολύ ποικίλα απολιθωμένα ευρήματα πρωτοζώων (φορμινίφρων), οστρακοειδών και υπολειμμάτων ψαριών, αποτελεί απόδειξη μιας πλήρως θαλάσσιας θάλασσας που αποτέθηκε σε κάπως βαθύτερες, ήρεμες περιοχές. Στη συνέχεια η θάλασσα υποχωρούσε όλο και περισσότερο και οι πλούσιες σε μαρμαρυγία άργιλοι και ιλύες της κυρηναϊκής μάργας (από το απολίθωμα ενός μυδιού της Κυρήνης) δείχνουν σαφή επιρροή από την ενδοχώρα του Taunus, αλλά και μια πολύ όμορφα διατηρημένη πανίδα μαλακίων (μαλάκια) κοντά στο Igstadt.

Εκείνη την εποχή, η περιοχή γύρω από το Βισμπάντεν ήταν περίπου εφάμιλλη της Σικελίας. Το υποτροπικό έως τροπικό κλίμα επέτρεψε την αυξανόμενη ασβεστοποίηση στις εκβολές των ρηχών εκβολών του ποταμού. Αυτό τεκμηριώνεται στο λεγόμενο ασβεστολιθικό τριτογενές. Ασβεστόλιθοι και μάργες με μεγάλο πλούτο απολιθωμάτων αποτέθηκαν σε μια ρηχή, καλά φωτισμένη λιμνοθάλασσα. Ωστόσο, η εναπομείνασα θάλασσα είχε όλο και λιγότερη σχέση με τους ωκεανούς της εποχής. Κάτω από αυτές τις ιδιαίτερες συνθήκες σχηματίστηκαν ύφαλοι φυκών, που εκτίθενται στο λατομείο Dyckerhoff, των οποίων οι πρώτοι συγγενείς (οι λεγόμενοι στρωματόλιθοι) ήταν τα πρώτα απολιθώματα στον πλανήτη μας πριν από 3,65 δισεκατομμύρια χρόνια. Λόγω της αυξανόμενης υποχώρησης της θάλασσας, το θαλασσινό νερό οξυνόταν όλο και περισσότερο από τις εισροές, έτσι ώστε αυτές οι διαφορετικές συνθήκες διαβίωσης να αντικατοπτρίζονται στη σύνθεση των απολιθωμένων κοινοτήτων. Ωστόσο, τα ιζήματα στην αστική περιοχή του Βισμπάντεν χαρακτηρίζονται επίσης από προϊόντα διάβρωσης πλούσια σε χαλαζιακή άμμο από τον Τάουνους (περιθωριακή όψη χωρίς ασβέστη), τα οποία αλληλοσυμπληρώνονται με τα πλούσια σε θαλάσσια απολιθώματα ιζήματα. Τελικά, η λεκάνη του Μάιντς βούλιαξε και αποτέθηκαν μόνο ποτάμια ιζήματα. Κατά τη διάρκεια της Τριτογενούς περιόδου, το υπέδαφος της βόρειας Άνω Ρήνου Graben και τα τριτογενή ιζηματογενή υπερκείμενά της βυθίστηκαν σε βάθος 2000 μέτρων. Στα δυτικά του οριακού ρήγματος Grünstadt - Nierstein - Hofheim, τα στρώματα της λεκάνης του Mainz "κολλάνε" μεταξύ του Taunus και του δάσους Palatinate, έτσι ώστε σήμερα να βρίσκονται σχετικά κοντά στην επιφάνεια και να μπορούν εύκολα να παρατηρηθούν, για παράδειγμα, στο λατομείο Dyckerhoff και στο λατομείο Weisenau στο Mainz (σήμερα Geopfad). Από τα τέλη του Τριτογενούς και κατά το Τεταρτογενές, το σημερινό τοπίο διαμορφώθηκε: από την ανύψωση των βουνών Taunus, από τον σχηματισμό κοιλάδων (εγκοπή ποταμών και ρεμάτων) και την εξάπλωση των μεγάλων ποτάμιων συστημάτων του Ρήνου και του Μάιν στο προάστιο (καθίζηση του νότιου προάστιου). Μεταξύ 800.000 και 500.000 ετών πριν, ο Μάιν απέθεσε μεγάλες ποσότητες άμμου και χαλικιών κοντά στο Βισμπάντεν, την άμμο Mosbach. Η πλούσια απολίθωσή τους είναι διάσημη. Μετά την απόθεση της άμμου Mosbach, ο Μάιν απέθεσε ένα σώμα χαλικιών, το οποίο, σε μέσο ύψος 140 μέτρων πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας, χαρακτηρίζει το τοπίο της περιοχής του Βισμπάντεν με τις σε μεγάλο βαθμό επίπεδες αναβαθμίδες του. Η περιοχή αυτή εκτείνεται στα ανατολικά από το Erbenheim σχεδόν μέχρι το Ringkirche και πολύ νότια μέσω του Fort Biehler και από το Second Ring μέσω του Gräselberg στα βόρεια του Schierstein. Ο Ρήνος και ο Μάιν έκοψαν στη συνέχεια περαιτέρω την πρώην πεδιάδα του ποταμού μέχρι το σημερινό βάθος.

Κατά τη διάρκεια της τελευταίας εποχής των παγετώνων, της περιόδου Würm, οι καταιγίδες κατά την ψυχρή περίοδο παρέσυραν λεπτόκοκκο υλικό από τις φτωχές σε βλάστηση πεδιάδες των ποταμών, το οποίο εναποτέθηκε ως λοσσός στο μέτωπο των υψωμάτων. Ο λοσσός είναι ένα ασβεστολιθικό ίζημα που παρασύρεται από τον άνεμο από τις χαλικώδεις κοίτες μεγάλων, περιοδικά ξηρών ρευμάτων. Πάνω από τις παλαιότερες αποθέσεις στην περιοχή του πεδίου Rheingau (άμμος Mosbach), σχηματίζει ένα σχεδόν κλειστό, συνεχές κάλυμμα. Τα προφίλ του Wiesbaden loess περιέχουν γενικά διάφορα απολιθωμένα εδάφη, τα οποία επιτρέπουν μια σχετική ηλικιακή ταξινόμηση. Σύμφωνα με αυτή και με μεμονωμένες απόλυτες (γεωφυσικές) χρονολογήσεις, οι λοφίσκοι του Wiesbaden ανήκουν κατά κύριο λόγο στο νεότερο τμήμα του Πλειστόκαινου και εκεί στην τελευταία ψυχρή περίοδο (παγετώδης περίοδος Weichsel ή Würm). Σπάνια εντοπίζονται στην άργιλο μεμονωμένα οστά ή δόντια μαμούθ, άγριων αλόγων ή άλλων μεγάλων θηλαστικών. Ένας καταυλισμός κυνηγών αλόγων της εποχής των παγετώνων σε μια πλαγιά από λοσσό που χρονολογείται περίπου 32.000 χρόνια πριν, τον οποίο ο Thomas Terberger μπόρεσε να ανασκάψει κοντά στο Wiesbaden-Igstadt, χρονολογείται στην εποχή της μετατόπισης του λοσσού. Στις λατομικές περιοχές της Dyckerhoff GmbH στο Rheingauer Feld στα ανατολικά της πόλης, βρέθηκαν στην άργιλο πολυάριθμες κατασκευές της μαρμότας της εποχής των παγετώνων (Marmota bobak), οι οποίες ενίοτε περιείχαν ακόμη σκελετικά υπολείμματα των ζώων. Λόγω της σύνθεσης και της δομής της, η λοσσός έχει πολύ γόνιμα εδάφη που χρήζουν καλύτερης προστασίας από την υπερβολική δόμηση.