Жигули — единственные горы тектонического происхождения на Русской равнине, считаются молодыми (около 7 млн лет) и растущими. По различным оценкам, их высота возрастает примерно на 1 см в 100 лет.
Жигулёвские горы являются проявлением Жигулёвского разлома, представляющего собой взброс-надвиг, образованный в результате меридионального сжатия земной коры.
Сложены горы осадочными породами — известняками и доломитами, возраст которых значительно больше — более 270 млн лет (верхний карбон — пермь). Ведётся добыча нефти(месторождения входят в Волго-Уральскую нефтегазоносную провинцию), известняков на цементное сырьё, доломитов и известняков на строительный камень, до середины XX в. велась добыча природного битума (асфальта).
В северной части Самарской Луки, в районе Жигулей, построена Жигулёвская ГЭС.