Ängsös berggrund består av urberg. Över hela ön finns bergarter som är 1,8–2,8 miljarder år gamla. Särskilt vid Norrudden syns tydliga spår från istiden i form av rundade, släta hällar med isräfflor.

Morän är den klart vanligaste jordarten på Ängsö, och består av olika stora bergpartiklar som lämnades kvar när den senaste inlandsisen smälte. På Ängsö är moränen sandig och rik på kalk, vilket märks i växtligheten. Här hittar du många kalkgynnade örter, gräs och halvgräs. Och särskilt tydligt är det i lundar och bryn.