Gipfelsilhouette des Wilden Kaisers, Tirol.

Das eindrucksvolle Landschaftsbild der Nördlichen Kalkalpen hat seine Ursache im engen Nebeneinander von wuchtigen Bergstöcken mit schroffen Felswänden aus Kalk- und Dolomitgestein und bewaldeten, sanftwelligen Mittelgebirgsketten aus weichen sandigen, mergeligen und schiefrigen Gesteinen. Dies ist Ausdruck der sehr abwechslungsreichen Entstehungsgeschichte der kalkalpinen Sedimentgesteine, die während der langen Zeitspanne vom Oberperm bis in das Alttertiär als mehrere Kilometer dickes Gesteinspaket abgelagert wurden. Mengenmäßig dominieren heute die Karbonate der Triaszeit, da die jüngeren Schichten während und nach der Emporhebung zum Gebirge auf weite Strecken der Verwitterung und Abtragung zum Opfer gefallen sind.

Abgelagert wurden die Sedimentgesteine meist unter Meeresbedeckung auf dem breiten Schelf des Tethys-Ozeans. Dieser Ozean war eine riesige Bucht des damals weltumspannenden Ur-Pazifik, welche den Superkontinent Pangäa in zwei nahezu getrennte Festlandsmassen teilte. Aus den Sedimentgesteinen und Krustenfragmenten der Tethys und ihrer Ränder gingen während der letzten 150 Millionen Jahre die jüngsten, die "alpidischen" Kettengebirge, von den europäischen Alpen bis zum Himalaya in Asien hervor.

Dem warmen Klima der damaligen geographischen Lage der Kontinente entsprechend, entstanden aus pflanzlichen und tierischen Überresten große Mengen kalkiger Gesteine, ähnlich wie in den Riffen heutiger tropischer Meere (z.B.: Karibik, Großes Barriere-Riff vor Australien). Zeitweise mischte sich das kalkige Material mit sandigen und tonigen Verwitterungsprodukten, die vom Festland durch Flüsse in das Schelfmeer geschwemmt wurden.

Die Sedimentgesteine der Kalkalpen wurden während der Gebirgsbildung, die in mehreren Phasen von der ausklingenden Jurazeit bis ins Jungtertiär erfolgte, zusammengestaucht, verfaltet und in Decken übereinander gestapelt. Wir unterscheiden drei große kalkalpine Deckensysteme: Das nördlichste Element bilden die Bajuvarischen Decken, die einen mehr oder minder intensiven internen Faltenbau besitzen. Sie nehmen in Vorarlberg eine breite Zone ein, liegen dann östlich des Inn zu einem meist schmalen Streifen zusammengepresst am Kalkalpenrand und nehmen erst in den niederösterreichischen Voralpen wieder an Breite zu. Die südlich daran anschließenden und darauf aufgeschobenen Tirolischen Decken zeigen einen eher flachwellig gefalteten Internbau. Sie dienen ihrerseits wieder als Unterlage für die Juvavischen Decken, die das oberste Stockwerk des kalkalpinen Deckenstapels bilden.

Fossiler Korallenstock aus einem Riffkalkstein der Obertrias (Rhät) von Adnet, Sbg.

Südlich und südöstlich der Tauern finden wir im Drauzug, bestehend aus Lienzer Dolomiten und Gailtaler Alpen, sowie in den Nordkarawanken Gesteine und Schichtfolgen, die jenen der Nördlichen Kalkalpen sehr eng verwandt sind und vom Perm bis in die ältere Oberkreide reichen. Der ursprüngliche räumliche Zusammenhang zwischen Drauzug und Kalkalpen wurde erst durch die alpine Deckentektonik und den horizontalen Versatz des Drauzuges nach Osten, entlang großer Seitenverschiebungsbahnen, zerstört.

Schon seit der Bronzezeit (Hallstatt-Kultur) lieferten die Kalkalpen dem Menschen wertvolles Salz (z.B. Hallein/Sbg.;  Hallstatt/O.Ö.). Zahlreiche kleine Kohlebergwerke (z.B. Lunz/N.Ö.; Grünbach/Neue Welt/N.Ö.) und Eisenvorkommen am Südrand der Kalkalpen (z.B. Altenberg a.d. Rax/Stmk.; Gollrad/Stmk.) waren wesentliche Faktoren für die frühe Industrialisierung.  Heute sind vor allem die Kalkgesteine als Baurohstoffe von wirtschaftlichem Interesse.  Die großen Karstbergstöcke  wie Rax, Hochschwab oder Karwendel bergen bedeutende Trinkwasservorräte. Der Drauzug hatte aufgrund der zahlreichen Blei/Zink-Vererzungen lange Zeit große wirtschaftliche Bedeutung. Der Bergbau Bleiberg/Kreuth (Ktn.), westlich von Villach, wurde erst vor kurzem stillgelegt.