Com respeito ao solo, do
ponto de vista orográfico, o território é essencialmente montanhoso com
relevos que atingem a cota dos 1011 metros, sendo o conjunto principal
constituído pela Serra de Leomil no sector SW do concelho.
A simples observação da carta geológica da região, denota a existência de duas litologias dominantes: uma de composição xistenta localizada no canto NE e NW da carta e ainda pequenos retalhos de reduzidas dimensões; outra de composição granítica, ocupando a maior parte da área da carta. O tipo de rocha dominante em Leomil, são os Granitóides Hercínicos subdivididos em Granodioritos e Granitos. Em Leomil, predominam os granitos de "duas micas com foliação e estruturas" nomeadamente o granito biotítico-moscovítico de grão médio e outros mais pequenos como as rochas de composição tonalítica, granitos de grão médio. Existem também xistos metamorfizados indiferenciados nomeadamente na Serra, curiosamente num território onde existem vários monumentos megalíticos.
No que toca aos depósitos de cobertura, predominam maioritáriamente Aluviões e minoritáriamente as cascalheiras de terraço. Junto à povoação de Leomil, a uma cota ligeiramente uperior ao depósito de Aluvionar aí cartografado pelos especialistas, foi identificado um pequeno depósito de terraço constituído por cascalheiras. É essencialmente formado por calhaus de quartzo, quartzito e granito, "bem rolados e medianamente calibrados, com um diâmetro que ronda os 20 cm mas podendo atingir dimensões de bloco (...) Estes calhaus apresentam uma práctica ferruginosa bastante característica..."
Sendo um território bastante acidentado e cortado por rios ou regatos como acontece por todo o concelho, apresenta formações aluvionares muito restritas e com pouca extensão e espessura. Das manchas cartografadas, destaca-se a de Beira Valente que parece ocupar o fundo de um nível embutido na superfície fundamental.
No que concerne a Leomil, são ainda de destacar o granito de Leomil-Vale Frade e o granito de Pedra Alta. O primeiro, é um granito homogéneo. Datações K-Ar efectuadas em moscovites e biotites deste granito, atribuem-lhe uma idade de instalação entre os 325 e os 330 M. a. O segundo, ocupa um mancha que se estende numa estreita faixa orientada N60º W desde o Rio Varosa, junto à povoação de S. João de Tarouca, até às imediações do v. g., Pedra Alta, já na Serra de Leomil. O granito é biotítico-moscovítico, de grão fino e tendência porfiróide. Contrastando com o relevo acidentado, em Leomil existem também alguns vales destacamdo-se a Ribeira de Leomil que apresenta amplo patamar, denunciando a sua passagem pela bacia do médio Távora, no sector Leomil-Sarzedo.
É a Beira a nossa maior província, e com isso concorre o ser muito variada a sua constituição geológica. Existe aqui a maior mancha de terrenos graníticos de Portugal. Abrangem quase toda a metade Setentrional da província, e aparecem ainda com importantes afloramentos na Beira Baixa. Constituem a totalidade das Serras de Montemuro e Leomil. O contraste entre as areias provenientes da decomposição dos granitos, próprios para a cultura do centeio, e os barros que têm origem na alteração dos xistos, preferidos para a cultura do trigo, não escapou à atenção do povo. De facto, em Leomil as culturas dominantes são o milho, o centeio, a batata, a macieira e a vinha.
Os terrenos marginais à linha de água, em situação de várzea ou em vales mais "encaixados" são uma excepção. É um solo consideravelmente mais rico e de extrema importância em terrenos de aptidão agrícola (aluviosolos). Contudo, os solos litólicos húmicos podem-se tornar em bons solos agrícolas devido ás suas boas propriedades físicas, desde que melhorados com adequadas prácticas culturais.
O facto de haverem ainda mais ha de superfícies planas, deve-se ao facto do concelho se localizar numa região planáltica. O vértice geodésico mais alto do concelho localiza-se em Leomil , no sector SW da carta geológica chegando aos 1011 metros.