นอกจากสภาพอากาศและภูมิทัศน์ที่สวยงามแล้ว แคลิฟอร์เนียยังมีชื่อเสียงในด้านการผลิตการก่อตัวทางธรณีวิทยาที่มีชื่อเสียง รวมถึงแร่ธาตุที่ได้รับความนิยมอีกด้วย หินและแร่ธาตุในแคลิฟอร์เนียอาจดูเหมือนเป็นสิ่งเดียวกัน โดยที่แท้จริงแล้วเป็นองค์ประกอบที่แตกต่างกันทั้งหมด หินประกอบด้วยแร่ธาตุหลายชนิดรวมทั้งตะกอนและดินที่ได้รับการอัดแน่นเป็นเวลานาน แร่ธาตุถูกกำหนดโดยองค์ประกอบและรูปร่างทางเคมีเดียว แร่มักถูกขุดจากหิน
หินทรายในแคลิฟอร์เนียตอนใต้ถูกสร้างขึ้นโดยทรายและโคลนหลายปีที่ไหลลงมาทับถมด้วยน้ำที่ไหลเร็ว แรงดันจากน้ำทำให้เกิดหินหรือหินทราย การก่อตัวของหินทรายที่มีชื่อเสียงในแคลิฟอร์เนียตอนใต้คือหินทรายทอร์รีย์ รูปแบบนี้เป็นที่รู้จักสำหรับถ้ำขนาดใหญ่ เชื่อกันว่าถ้ำเหล่านี้แกะสลักจากลวดลายของสภาพอากาศโดยเฉพาะลม
Carbonatite เป็นหินหายากที่พบในเหมือง Mountain Pass ในแคลิฟอร์เนียตอนใต้ หินคาร์บอเนตถือเป็นของหายากเนื่องจากมีองค์ประกอบทางเคมี โดยหลักแล้วประกอบด้วยคาร์บอเนตที่มีซัลเฟตและควอตซ์ในปริมาณที่น้อยกว่า องค์ประกอบเฉพาะนี้ได้สร้างองค์ประกอบที่หายากบางอย่างภายในหิน แร่คาร์บอเนตกำลังถูกขุดเพื่อหาองค์ประกอบที่หายากซึ่งใช้สำหรับระบายสีแก้วและในแก้วที่ใช้ในไมโครเวฟ
อะความารีนเป็นแร่หรืออัญมณีสีเขียวอมฟ้าในตระกูลเบริล เป็นลูกพี่ลูกน้องที่ใกล้ชิดกับแร่เบริลของมรกต แคลิฟอร์เนียตอนใต้เป็นผู้ผลิตพลอยสีฟ้าจากเหมืองแร่หลายแห่ง การขุดอัญมณีกลายเป็นที่นิยมในแคลิฟอร์เนียตอนใต้ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 ตั้งแต่นั้นมา เขตเหมืองแร่ก็เติบโตขึ้น แม้ว่าจะยังไม่สามารถแข่งขันทางเศรษฐกิจกับเหมืองอัญมณีขนาดใหญ่ในประเทศอื่นๆ ได้ก็ตาม เหมืองอัญมณีในแคลิฟอร์เนียตอนใต้เปิดโอกาสให้นักวิทยาศาสตร์และนักวิจัยได้ศึกษาอะความารีนและแร่ธาตุอื่นๆ อย่างใกล้ชิด
ในช่วงต้นทศวรรษ 1900 แคลิฟอร์เนียตอนใต้เป็นที่รู้จักในเรื่องทัวร์มาลีน ทัวร์มาลีน หนึ่งในสูตรทางเคมีที่ซับซ้อนที่สุดของตระกูลแร่ เป็นอัญมณีที่เป็นที่ต้องการของจักรพรรดินี Tz'u Hsi ของจีนในปี 1902 จักรพรรดินีรักทัวร์มาลีนสีชมพูของแคลิฟอร์เนียมากจนคนจีนทุกคนหลงใหลในอัญมณี สิ่งนี้นำไปสู่การส่งเสริมธุรกิจการทำเหมืองทัวร์มาลีนในแคลิฟอร์เนียตอนใต้ ทัวร์มาลีนยังคงเป็นอัญมณีล้ำค่าในแคลิฟอร์เนียตอนใต้ อย่างไรก็ตาม การขุดของมันลดลงเนื่องจากต้นทุนที่สูง