Le rocce che compongono le Cascade Mountains sono prevalentemente di origine ignea, nel senso che si sono formate dal magma che si è raffreddato e solidificato. Queste rocce includono colate laviche, cupole vulcaniche, tufi di flusso di cenere, coni di cenere e altri tipi di depositi vulcanici. La composizione delle rocce varia a seconda del tipo di attività vulcanica che le ha prodotte. Alcune aree, come la parte centrale della catena, sono dominate da rocce ricche di silice, come riolite, dacite e andesite, che sono di colore chiaro e hanno un'elevata viscosità. Altre aree, in particolare vicino all'estremità settentrionale della catena, sono dominate da colate laviche più scure e mafiche e da depositi vulcanici composti da rocce come basalto e andesite.
Nel complesso, le Cascade Mountains sono un ottimo esempio di geologia vulcanica e mostrano una vasta gamma di rocce ignee formatesi da processi vulcanici legati alla subduzione nel corso di milioni di anni.