Üçüncü jeolojik zamanda meydana gelen Yapraklı ilçesinin topraklı dalgalı ve kireçli bir yapıya sahiptir. Grili ve alacalı bir fesiyeste ile gelişen üst kretase faunaca zengindir. Siyahımsı gri renkli sık dokulu ve yarı kristalize kalkerler görülür. Yapraklı –Ilgaz ilçeleri arasında serpantin ve radyolariteri mesozoik oluşuma rastlanır. İlçenin doğu kısmı Eozen filizleri ile kaplıdır.

Neojen formasyonu ise Büyükderenin etrafında ve güneye doğru uzanan düz sahada yer alır. Kırmızı renkli çakıl, kum, killi ve şistli bin görünüm arzeder. İlçe merkezinin hemen 1 km kadar kuzeyinde ve “analı kızlı” denilen mevkide ve “dönek “ mevkiinde midye, istiridye gibi deniz hayvanlarının fosiline rastlanır. Bu da buralarda vaktiyle bir içdeniz olma ihtimalini güçlendirmektedir. İlçe toprakları 1. derece deprem kuşağı içerisinde yer alır.