Территория Рязанской области расположена в центральной части древней Восточно-Европейской платформы в центре Русской плиты и охватывает юго-восточную часть Московской синеклизы, северо-восточный склон Воронежской антеклизы, западную часть Токмовского свода Волго-Уральской антеклизы и разделяющий их Пачелмский (Рязано-Саратовский) прогиб (его центральную часть).
В разрезе платформенных отложений выделяются два структурных этажа: нижний - кристаллический фундамент и верхний - осадочный чехол. Фундамент платформы имеет блоковое строение, образован сложнодислоцированными архейскими и нижпепротерозойскими метаморфическими породами - различными плагиогнейсами, амфиболитами, сланцами и мигматитами, а также прорывающими их протерозойскими интрузиями кислого и основного состава. Поверхность фундамента неровная, располагается па глубине от 500 м (на Воронежской антеклизе) до 5000 м (в Пачелмском прогибе).
В пределах области породы кристаллического фундамента вскрываются глубокими скважинами на севере и на юге области: в районе г. Тумы на глубине 1595 - 1603 м обнаружены гранатбиотитовые плагиогнейсы архейского возраста; в г. Ряжске на глубине 1030 - 1032 м вскрыты серые граниты и гранодиориты с абсолютным возрастом 1720 - 1920 млн лет (нижний протерозой). В центре области в пределах Пачелмского прогиба, приуроченного к крупному грабенообразному понижению в фундаменте, ограниченному системой региональных разломов, - Пачелмскому авлакогену, породы фундамента не были вскрыты из-за большой мощности осадочного чехла.
Осадочный чехол платформы слагают горизонтально и субгоризонтально залегающие осадочные породы разного возраста: от верхнепротерозойского до четвертичного. Периоды континентального развития тех или иных участков платформы фиксируются в разрезе осадочного чехла стратиграфическими несогласиями, выпадением из разрезапород соответствующего возроста.