El aspecto de los colores de la montaña de Colores Palcoyo proviene de una historia geológica de sedimentos marinos, lacustres y fluviales que datan de los periodos terciario y cuaternario de hace más de 65 millones de años y que estos formaron capas o franjas que debido al movimiento de placas tectónicas que elevo los sedimentos hasta la parte alta de la montaña según reporte de la dirección de Cultura Cusco.
Según la Sociedad Geológica del Perú los colores de la montaña se deben a la oxidación de sus minerales por la humedad que se presenta en la zona detallando su composición de la siguiente manera.
- El color rosado o fucsia: es la mezcla de arcilla roja, fangolitas y arena.
- El color morado o lavanda: compuesto de marga (arcilla y carbonato de calcio) y silicatos.
- El color blanco: es la arena de cuarzo y de piedra caliza.
- El color rojo: compuesto de argilitas y arcillas.
- El color verde: son arcillas compuestas de magnesiano y oxido de cobre.
- El color amarillo: compuesto de limonetas, minerales sulfurados combinados con azufre.