أول خريطة جيولوجية للسودان مع توصيف كامل لطبقات الصخور في عام 1911 أعدها العالم البريطاني ستانلي دون، وجرت بعد ذلك عدة محاولات ودراسات من مصلحة المساحة و الجيولوجيا السودانية بغرض تحديث خريطة داون وعمل ملخص للتتابع الطبقي في السودان. وفي عام 2004 م تم عمل خارطة جيولوجية محدثة للسودان بالتعاون مع خبراء ألمان. وتم التعرف على أقدم الصخور في السودان التي ترجع إلى عصر ما قبل الكامبري.
تنتشر بالسودان صخور ما قبل الكامبري الصلبة والتي تتكون من أحجار الجرانيت والنيس وتتواجد بشكل خاص في مناطق الجنوب الغربي والوسط والشمال الشرقي من السودان وتشكل حوالي 50% من الصخور السطحية التي حدثت نتيجة نشاط بركاني وتكون صخور نارية وترسيبات معدنية مصاحبة للنشاط التكتوني الحراري منذ حوالي 500 مليون سنة وهي فترة المنظومة الإفريقية
ويسود مناطق شمال غرب السودان تتابع رسوبي قاري يطلق عليه اسم الحجر الرملي النوبي ويرجع إلى العصر الطباشيري وله امتدادات في مصر وليبيا وتشاد مكوِّنا أكبر مخزن للمياه الجوفية في القارة الأفريقية.
وفي الجنوب الشرقي للسودان تنتشر رسوبيات العصرين الثالث والرابع المحتوية على معظم المكونات النفطية في السودان وتعرف بترسيبات أم روابة (المتكونة من الرمال والطمي) وترسيبات القوز (المتكونة من الرمال).
وتوجد في وسط السودان كتلة ضخمة من صخور فترة ما قبل الكامبري تفصل بين رسوبيات الشمال المشبعة بالمياه الجوفية عن الرسوبيات الجنوبية المحتوية على النفط. وفي التخوم الجنوبية للسودان وعلي الحدود مع إثيوبيا توجد صخور بركانية بازلتية تكونت في العصر الثالث.