Det meste af Galgebakkestenen består af mellemkornet til grovkornet granit. I granitten findes indeslutninger af ældre bjergarter og årer af yngre bjergarter, ligesom granitten skæres af tynde bevægelseszoner og små forsætninger. Til de ældre indeslutninger hører bjergarten gabbro. Sådanne indeslutninger kaldes også inklusioner eller xenolither. Gabbro er nærmest sort, og du kan se et knytnævestort eksempel på stenens stejle østside. Der ses flere mindre stumper rundt omkring. Det meterstore grå felt på stenens sydside er også en indeslutning. Den består af den finkornede bjergart diorit. Både granit og diorit gennemskæres af centimeterbrede årer af en rødbrun, meget finkornet bjergart. Mineralsammensætningen er granitisk, og årerne kaldes aplit.
Granitten størknede fra smeltet stenmasse (magma) i et magmakammer dybt i maven på en bjergkæde under dannelsen. Det flydende magma trængte op gennem jordskorpen og tog undervejs stumper med af det omkringliggende grundfjeld. På den måde kom gabbro og diorit til at ligge i granitten som rosiner i en bolledej. Da granitten næsten var størknet, opstod der sprækker, hvori den finkornede aplit trængte ind. Aplit repræsenterede de sidste rester af den smeltede stenmasse i magmakammeret.
Granitlegemet har indgået i en nydannet bjergkæde. Man kan gætte på, at bjergkæden er mellem halvanden og to milliarder år gammel og lå i Sydsverige, på samme måde som Andesbjergene danner rygrad i Sydamerika i dag.
Selv de højeste bjergkæder smuldrer med tiden! Granitlegemet kom tættere og tættere på overfladen. Aflastningen af overliggende fjeld betød, at der opstod sprækker med små forsætninger og forskydninger. Aplit-årerne ses enkelte steder overskårne og forskudte. I andre sprækker ses rødfarvning, som skyldes, at meget varmt vand strømmede gennem og forårsagede omdannelser, iltning af jern og rødfarvning. I enkelte sprækkezoner ses det grønne mineral epidot, der ligeledes dannes, hvor varmt vand cirkulerer. I den geologiske feltrapport, der blev udarbejdet ved Galgebakkestenen i oktober 2018, findes flere detaljer og præcise markeringer på fotos af Galgebakkestenens forskellige geologiske fænomener.
Østsjælland ligger ikke langt fra Sydsverige. Det er derfor mest sandsynligt, at Galgebakkestenen stammer fra grundfjeldet der. Kæmpestenen fik sin butkantede form under rejsen med indlandsisen. Skurestriber ses nederst på stenens sydside under den grå diorit.