Die Zillertaler Alpen und die Hohen Tauern be­stehen aus Decken mit sehr charakteristischem Aufbau: Über „Kernen“ aus Granitgneisen lagern abwechslungsreiche Abfolgen metamorpher Sedimentgesteine mit Granatglimmerschiefer, Am­phibolit, Schiefer, Quarzit und Marmor. Ringsum sind diese Gesteine des » Subpenninikums von den tektonisch darüber liegenden Decken des » Penninikums und Ostalpins umgeben. Die letztgenannte Einheit bildet einen Rahmen, durch den man in die tieferen tektonischen Einheiten der Ostalpen blicken kann. Daher wird diese Struktur auch als » „Tauernfenster“ bezeichnet.

Die Gesteine des Subpenninikums entstanden im langen Zeitraum von rund 600 Millionen Jahren vom jüngsten Proterozoikum bis ins frühe Paläogen. Sie repräsentieren ein Stück des Helvetischen Schelfs, jenes Südrandes des „Alten Europa“, der sich bei der Öffnung des Penninischen Ozeans im Jura gebildet hatte. Im Paläogen – während der Alpidischen Gebirgsbildung – wurde dieser Südrand von den Penninischen und Ostalpinen Decken überschoben, selbst zu Decken gestapelt und metamorph überprägt. Anschließend, während des Neogens, wurden die Subpenninischen und Penninischen Decken des Tauernfensters entlang großer tektonischer Grenzflächen (Mölltal- und Salzach-Störung bzw. Brenner- und Katschberg-Abschiebung) wieder freigelegt und zum Hochgebirge geformt.

Die ältesten Gesteine des Subpenninikums sind Paragneise, Glimmerschiefer, Amphibolite und Serpentinite, deren nicht metamorphe Ausgangsgesteine im jüngsten Proterozoikum und im frühen Paläozoikum entstanden sind. Eine weitere Gruppe von Gesteinen lagerte sich im späten Devon und vor allem im frühesten Karbon ab. Es handelt sich um Tone und Sande sowie um Abtragungsschutt von Vulkaniten, die heute als Glimmerschiefer, Gneise und dunkle Phyllite vorliegen. Während der Variszischen Gebirgsbildung im späten Karbon drangen große Massen granitischer Schmelzen in die oben genannten Gesteine ein, welche dabei eine erste Metamorphose erfuhren.

Nach einer kurzen Phase der Abtragung wurde im späten Karbon und Perm Verwitterungsschutt aus dem Bereich des variszischen Gebirges abgelagert. Ab der Trias und bis ins frühe Paläogen entstanden marine tonige, sandige und kalkige Sedimente. Diese Sedimentfolgen sind wie jene des Helvetikums durch Schichtlücken charakterisiert. Im Zuge der Bildung der Alpen wurden die Gesteine des Subpenninikums unterschiedlich tief versenkt und dabei metamorph überprägt. Die Granite aus dem Karbon wurden zu Gneisen, die als „Zentralgneise“ bezeichnet werden, da sie im Zentrum des Tauernfensters auftreten. Die Sedimente liegen als vielfältige Paragneise, Glimmerschiefer, Marmore, Quarzite, Graphitschiefer und kalkige Schiefer vor.

Wegen der metamorphen Überprägung ist es nicht einfach, das Alter der verschiedenen Gesteine zu ermitteln. Einzigartige Funde wie Farnblätter aus graphithaltigen Schiefern des späten Karbon oder ein Ammonit aus dem Jura im Hochstegen-Marmor im Zillertal (Tirol) sind daher von enormer Bedeutung.