В верховьях Катанги, Нижней Тунгуски и средней Лены развиты континентальные галечники, пески, рыхлые песчаники, глины, углистые сланцы, аргиллиты с растительными остатками, линзами сажистых глин и бурых углей нижнеюрского возраста. Верхнемезозойские и кайнозойские отложения, по-видимому, некогда перекрывали всю площадь провинции, но впоследствии были размыты.
По всей провинции широко распространены интрузии основных кристаллических пород — траппов. Траппы — характернейшая черта геологического строения этой части Центральной Сибири. Здесь типичны долериты, реже встречаются габбро-долериты. Форма залегания траппов различная: распространены секущие дайки, жилы, штоки, силлы, пластовые интрузии, лакколиты. Разнообразны и размеры трапповых тел — от нескольких метров в поперечнике до сотен квадратных километров. Интрузии траппов имеют большое значение для облика и формирования ландшафта. Будучи самыми устойчивыми, трапповые тела в первую очередь обнаруживают себя в рельефе в виде конусообразных сопок, если это штоки; в виде островерхих или выпуклых гряд, если это жилы; столообразных сопок, если это отпрепарированные пластовые интрузивные тела и силлы; в виде обширных плосковерхих междуречий, если это эффузивные покровы. Некоторые трапповые массивы напоминают отпрепарированные вулканы «чувары».
Особый химический состав траппов и их физические свойства служат причиной формирования маломощных, сильноскелетных почв с присутствием железистых соединений. Водоупорные плоские трапповые покровы способствуют заболачиванию междуречий. Трещины в траппах являются коллекторами трещинных вод, которые часто вытекают у контактов траппов с осадочными породами. В результате на траппах чаще распространяются сырые леса с влаголюбивыми растениями. Продукты выветривания траппов в первоначальном виде дают столбчатые отдельности — многогранные призмы. Выходы траппов чаще других пород образуют отвесные скалы и скалистые останцы, каменисто-глыбовые россыпи и осыпи. В конечном своем виде продуктами выветривания траппов являются дресвяно-щебенчатые тяжелые суглинки и глины.
С траппами тесно связаны полезные ископаемые: железные руды, исландский шпат и особенно алмазы. Коренные месторождения алмазов обнаружены в древних кратерах давно потухших вулканов. Вулканические аппараты распространены по восточному краю Тунгусской синеклизы, будучи приурочены к зоне глубинных разломов в месте наибольших напряжений при формировании прогиба. Алмазы находятся в щелочных базальтоидах — кимберлитах.
Ландшафты провинции относятся к северо- и среднетаежным.
Северная тайга, распространенная в основном на ступенчатых трапповых покровах, вплоть до истоков Вилюя (Припуторанское плато) монотонна. Междуречья заняты низкорослой тайгой из даурской лиственницы с редкой примесью сибирской ели и березы в виде единичных экземпляров. В подлеске господствует ольховник. Кустарниковый ярус состоит из березки тощей, багульника, голубики. В напочвенном покрове чаще встречаются клядониевые лишайники, реже зеленые мхи и брусника.
Сосна, пихта и кедр, распространенные в северной тайге Заенисейской провинции, здесь отсутствуют. Ель характерна для густых долинных лесов, она предпочитает кислые лесные неоподзоленные почвы.
Северная граница провинции частично совпадает с 300 —500-метровым скалистым обрывом хребта Умным (Сыверма) к Воеволинской впадине и уступом Сурингдэурен к Сурингдинской котловине в истоках Вилюя. Уступ обусловлен краем траппового Припуторанского плато, обращенного к туфогенным и угленосным пермским отложениям котловин, и является водоразделом бассейнов Нижней Тунгуски, Котуя и Вилюя. Этот уступ разграничивает ландшафты болотисто-озерных редколесных понижений Севера Средней Сибири и северотаежных лесов Центральной Сибири.
На востоке провинции находится пологоволнистое плато. Древние отложения затянуты плащом покровных суглинков. В верхнем участке долины Вилюя отмечается пять террас в
Склоны южной экспозиции влажнее, чем северной. Они также испещрены деллями, но на повышениях между ними в отличие от редколесий растут густые леса.
Отличительной чертой лиственничных лесов восточной части является почти повсеместная примесь ели (до 20 %) и небольшой процент березы плосколистной. Ель угнетена и достигает всего 5–6 м высоты при трехсотлетием возрасте. Она растет и в долинах рек и на междуречьях, причем с малозаметным преобладанием на склонах южной экспозиции. Сосновые леса встречаются маленькими участками в долинах рек.