Die Sedimentationsbedingungen im Keuper reichen von marin über brakisch und deltaisch bis hin zu fluvial und limnisch. Die abwechslungsreiche Abfolge von Tonsteinen, Kalksteinen, Sandsteinen, Anhydrit- und Gipssteinen dokumentiert eine wechselvolle Landschafts- und Ablagerungsgeschichte.
Der Unterkeuper (Erfurt-Formation) besteht aus flachmarin abgelagerten Mergel- und Schlufftonsteinen mit Dolomitsteinbänken, in die sich mehrere, in Rinnen eines ehemaligen Flusssystems abgelagerte Sandsteinkörper einschalten.
Der Mittelkeuper beginnt mit mächtigen Gipsablagerungen mit eingelagerten Dolomitsteinbänken (Grabfeld-Formation). Sie wurden in einem abgeschnürten Meeresbecken ausgefällt.
Darüber folgen mehrere Sandsteinkörper mit zwischengelagerten Schlufftonsteinen (Stuttgart-Formation, Hassberge-Formation, Löwenstein-Formation). Die Stuttgart-Formation wurde unter brackischen bis flachmarinen Bedingungen abgelagert. Die Sandsteine werden von Tonsteinen und Tonmergelsteinen getrennt (Steigerwald-Formation, Mainhardt-Formation). Den Abschluss des Mittelkeupers bildet die Trossingen-Formation aus Tonmergelsteinen mit Kalksteinknollen.
Die Exter-Formation als oberste Einheit des Keupers besteht aus wechselvollen sandig-tonigen Ablagerungen eines Flachmeeres.
Gesteine des Keupers sind in einem Band an der Oberfläche aufgeschlossen, das sich vom Oberlauf des Neckars, über die Schwäbisch-Fränkischen Waldberge, den Strom- und Heuchelberg bis in die Kraichgaumulde zieht. Außerdem gibt es im Gebiet des Hochrheins kleine oberflächige Vorkommen.