Die Garte entwässert ein Gebiet, dessen Basis aus triassischen Sandsteinen über permischem Zechstein aufgebaut ist, bevor sie in den durch Bruch- und Streifenschollen geprägten Leinetalgraben mündet.
Die ältesten oberflächig anstehenden Gesteinsschichten (Unterer Buntsandstein [i], Untere Trias) treten im nordöstlichen Gebiet der Garte (auch Quellgebiet der Nathe) zutage.
Die naturräumliche Gliederung vom Oberen Gartetal (Unteres Eichsfeld) zum Mittleren Gartetal (Göttingen-Northeimer Wald) wird gekennzeichnet durch den Gelliehäuser Sprung, am Übergang der Mittleren Buntsandsteinfolgen [ii/iii].
Mittlerer Buntsandstein der Volpriehausenfolge ([ii] Untere Trias) begleitet die Garte linksseitig und dann beidseitig westlich von Wöllmarshausen bis zum Gelliehäuser Sprung, ist jedoch linksseitig zwischen Beienrode und Rittmarshausen und rechtsseitig ab der Mündung des Pfingstangerbaches bis zum Gelliehäuser Sprung von quartären Sedimenten überlagert.
Von dort bis in das Gebiet westlich von Klein Lengden durchfließt sie die Schichten des Mittleren Buntsandsteins der Solling-Folge ([iii] Untere Trias).
Im weiteren Verlauf überschreitet die Garte mit dem Reinhäuser Sprung die Grenze zur Leine-Ilme-Senke über den Oberen Muschelkalk [v] und den Unteren Keuper [vi]. In den Tallagen der Garte und ihrer Zuflüsse finden sich pleistozäne und holozäne Ablagerungen (Quartär).
