Територія НПП "Черемоський" вирізняється складною геологічною будовою, оскільки вона знаходиться в межах 5 структурно (текто)-фаціальних зон. Основна частина (землі, надані парку в постійне користування) приурочена до північно-східної периферії Мармароського кристалічного масиву - прадавнього герцинського ядра Карпат - в смузі контакту трьох основних текто-фаціальних зон. Решта ділянок парку (землі без вилучення) окремими ділянками розміщені в інших складчастих структурах Карпатської гірської системи.
За тектонічним районуванням Українських Карпат (Я.О.Кульчицький, 1974), територія основної частини парку входить до трьох зон: Мармароської, Рахівської та Сухівської, з-поміж яких Рахівська є найвужчою (ширина до 0,5 км) і буферною між Мармароською (західна частина) та Сухівською (східна). Рахівська і Сухівська належать до Складчастих Карпат і типово для цієї гірської системи насунуті одна на одну. Амплітуда насуву Рахівської структури на Сухівську по всьому фронту значна і сягає, по всьому, 10-15 км. Зазначені насуви кваліфікуються як насуви першого порядку.
Значну амплітуду має також насув Мармароського кристалічного масиву, який на відміну від більш північних насувів шар'яжного типу має всі ознаки насуву основи, тобто разом з осадочними утвореннями чохла в насуві беруть участь і кристалічні породи фундаменту.
Покривно-насувні структури доволі чітко позначаються на характері рельєфу.
Так, найпівденніша частина пасма Чорний діл – субпідрядне пасмо Жупани вирізняється згладженістю контурів гребню аж до вирівняних горизонтальних ділянок. Така ж сама картина спостерігається і в південній частині власне пасма Чорний діл навколо вершини Юпаня (1436 м), де завдяки цьому сформувались привершинні болота.
Метаморфічні породи Мармароського масиву також інтенсивно дислоковані. В їх межах спостерігається дрібна складчатість типу гофрування, а також різні за амплітудою порушення типу скидів і підкидів.
Решта території НПП «Черемоський», просуваючись на північний схід, знаходиться в межах Сухівської (південно-західні квартали Ялівецького лісництва), Чорногорської (решта кварталів Ялівецького, Конятинського, Шурдинського та Путильського лісництв), Скибової (Карпатське лісництво) текто-фаціальних зон.