Die Gesteine der Penninischen Decken sind die Reste eines ozeanischen Bereiches, der als Penninischer Ozean bezeichnet wird. Sie finden sich am Nordrand der Ostalpen sowie im Bereich der Zentralen Ostalpen, wo sie im Unterengadiner Fenster (Tirol), im Tauernfenster (Tirol, Salzburg, Kärnten) und im Rechnitzer Fenster (Burgenland, Niederösterreich, Steiermark) unter dem Ostalpin hervortreten.

Der Penninische Ozean entstand im Jura als Ausläufer des Atlantiks. In der Kreide erstreckte er sich quer durch das heutige Europa, ehe er im späten Paläogen wieder geschlossen wurde. Die Entstehung der Penninischen Decken nahm ihren Anfang während der Schließung dieses Ozeanbeckens. Dabei wurden sie von den Ostalpinen Decken überfahren und dann gemeinsam mit diesen weit auf den Helvetischen Schelf am Südrand des „Alten Europa“ geschoben.

Die Penninischen Decken beinhalten zum größten Teil Reste ozeanischer Lithosphäre. Die ältesten Anteile bestehen aus Gesteinen des Erdmantels, die mit Meerwasser in Kontakt kamen und in Serpentinite umgewandelt wurden. Direkt darauf lagern Tiefseesedimente wie Radiolarite und kieselige Schiefer. In weiterer Folge drangen entlang von Spalten große Mengen basaltischer Schmelzen auf. Dies führte zur Entwicklung eines Mittelozeanischen Rückens, an dem es im späten Jura und in der Kreide zur Neubildung von ozeanischer Kruste und darunterliegendem Lithosphärischem Mantel kam. Bis ins Paläogen wurden auf diesem in 3000 – 4000 m Tiefe gelegenen Ozeanboden große Mengen toniger, mergeliger und kalkiger Sedimente abgelagert.

Heute, nach der metamorphen Überprägung im Zuge der Alpidischen Gebirgsbildung, liegen die basaltischen Gesteine der ozeanischen Kruste als Grünschiefer, Prasinit und Amphibolit vor. Kleine Teile wurden über 60 km tief versenkt und zu Eklogiten umgewandelt. Man findet diese rund um die Hofmannshütte beim Großglockner. An einigen Stellen, wie zum Beispiel auf der Idalpe nahe Ischgl (Tirol), sind auch noch die typischen „Pillow“-(Kissen-)Strukturen zu erkennen, die beim submarinen Austritt der flüssigen Basaltschmelze aus den Vulkanen eines Mittelozeanischen Rückens entstehen. Der mächtige Gipfel des Großglockners besteht ebenfalls aus metamorphen Ozeanbodenbasalten. Aus den Sedimenten des Ozeanbeckens entstanden Phyllite, Kalkglimmerschiefer, Glimmer führende Marmore und Quarzite, die in ihrer Gesamtheit als » „Bündnerschiefer“ bezeichnet werden. Die aus diesen metamorphen Gesteinen bestehenden Penninischen Decken können im Unterengadiner Fenster, im Tauernfenster und im Rechnitzer Fenster studiert werden.

Weitere typische Sedimentgesteine der Penninischen Decken sind Flysche. Als Flysch werden charakteristische Abfolgen von Sandstein, Siltstein, Tonstein und Mergelstein bezeichnet, die sich oftmals wiederholen. Diese bildeten sich aus Schlammlawinen und Trübeströmen, die vom Schelfrand in die Tiefsee flossen und als „Turbidite“ bezeichnet werden. Es wird angenommen, dass die Trübeströme zumeist durch Erdbeben ausgelöst wurden, die im Zuge der Schließung des Penninischen Ozeanbeckens auftraten.

Die Flyschgesteine bauen die Rhenodanubische Flyschzone auf, die den überwiegenden Teil der Penninischen Decken am Nordrand der Ostalpen ausmacht. Die Gesteine zeigen keine metamorphe Überprägung, sodass Sedimentstrukturen wie sedimentäre Schichtung und » Strömungsmarken, aber auch » Spurenfossilien gut erhalten sind.
Innerhalb des ozeanischen Bereiches lagen auch einige kleine Stücke von kontinentaler Kruste. Daher gibt es einige Decken, die Granite sowie Sedimentgesteine aus dem Paläozoikum und aus der Trias enthalten. Letztere sind in den Ostalpen nur im Unterengadiner Fenster vorhanden.

Innerhalb des ozeanischen Bereiches lagen auch einige kleine Stücke von kontinentaler Kruste. Daher gibt es einige Decken, die Granite sowie Sedimentgesteine aus dem Paläozoikum und aus der Trias enthalten. Letztere sind in den Ostalpen nur im Unterengadiner Fenster vorhanden.

Im Penninikum sind zahlreiche kleine Erzlagerstätten bekannt. Waren es im Spätmittelalter und in der Neuzeit vor allem die Vorkommen des „Tauerngoldes“, die bei den Bergleuten begehrt waren, so hatte bis zur Mitte der 1980er Jahre der Antimonbergbau Schlaining im Burgenland wirtschaftliche Bedeutung.

Die Sandsteine der Rhenodanubischen Flyschzone aus den Steinbrüchen in Sievering (Wien) wurden um die Wende vom 19. zum 20. Jahrhundert unter anderem von Otto Wagner für den Bau der Wiener Stadtbahn (jetzt integriert in die U-Bahnlinien U 4 und U 6) und für die Wiental-Verbauung verwendet.