В геологическом строении Ленинского каменноугольного месторождения главенствующую роль играют отложения пермской системы кольчугинской серии, куда вошли отложения кузнецкой и ильинской подсерий. Пермские отложения повсеместно перекрыты неоген-четвертичными образованиями.
Отложения кузнецкой подсерии в пределах Ленинской брахисинклинали слагают окраины месторождения и тем самым изолируют его от других месторождений, расположенных в данном тектоническом блоке, в частности, от Убинского на северо – западе и Карагайлинского на юго – востоке. Верхняя граница подсерии представляет собой терригенную толщу, сложенную слоями алевролитов и песчаников разнозернистых, полимиктовых, которым подчинены редкие небольшой мощности слои аргиллитов и многочисленные горизонты сидеритовых, известково – сидеритовых и кальциевых конкреций.
Основная промышленная угленосность месторождения связана с отложениями ильинской подсерии, в свою очередь последняя включает в себя казанково – маркинскую и ускатскую свиту.
Для подсерии характерен однообразный литологический состав песчано-глинистого комплекса пород. В нижних частях её разреза наблюдаются мелкие ритмы, частое переслаивание маломощных прослоев песчаников, алевролитов, аргиллитов и тонких пластов угля. Суммарная мощность отложений на Ленинском месторождении составляет около 1000 м. Коэффициент рабочей угленосности подсвиты составляет около 2.