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