Das Tertiär des Alpenvorlands wird von Molassesedimenten aufgebaut.
Sie dokumentieren den wiederholten Wechsel der Ablagerungsbedingungen in einer Senkungszone, die im Zuge der Heraushebung der Alpen entstand. Sie ging von einem schmalen Streifen am Alpennordrand aus, der sich allmählich nach Norden und Nordwesten ausweitete.
In dieses Becken ist das Meer zweimal vorgedrungen und hat marine Sedimente (Untere und Obere Meeresmolasse) abgelagert. Beide Male ist das Molassemeer ausgesüßt (Untere und Obere Brackwassermolasse) und schließlich verlandet. Danach haben Flüsse und Seen das Abtragungsmaterial vorwiegend aus den Alpen im Molassebecken abgelagert (Untere und Obere Süßwassermolasse).
Die Ablagerungen im Molassebecken bestehen im Wesentlichen aus Tonsteinen, Mergelsteinen, Schluffsteinen und Sandsteinen. Untergeordnet kommen Konglomerate und Kalksteine vor.
Nördlich der Donau sind auf der Schwäbischen Alb Erosionsreste von Molassesedimenten im Bereich der teilweise Überdeckten Zone des Tiefen Oberjura-Karsts verbreitet. Weiter südlich sind die tertiären Sedimente flächenhaft verbreitet und werden über große Gebiete von teils mächtigen quartären Sedimenten überlagert. Stellenweise treten die Molassesedimente unter den quartären Ablagerungen hervor.
Die Mächtigkeit der Molasseablagerungen nimmt von Norden nach Süden auf über 5000 Meter am Alpenrand zu.
Die Basis der Molassesedimente wird durch die Gesteine des Oberjuras gebildet und taucht nach Süden hin ab. Örtlich sind im Liegenden der Molasse noch Verwitterungslehme der alttertiären Bohnerz-Formation vorhanden.