Le Chenaillet est une curiosité géologique reconnue. Ses étranges roches arrondies et vertes, appelées pillow lavas, ont longtemps animé le débat chez les géologues. On y trouve des basaltes en coussins, des gabbros, des serpentinites. Ces roches sont des vestiges d’une ancienne lithosphère océanique obduite sur le continent lors de la convergence des plaques: le mont Chenaillet est donc une ophiolite. Le basalte et le gabbro résultent du refroidissement du magma produit par d’anciens volcans sous-marins formant les dorsales océaniques ; la serpentinite provient de péridotite, roche constitutive du manteau de la Terre, qui a été altérée par la circulation d’eau. Ainsi le Chenaillet est une relique d’un ancien océan qui s’est formé il y a 155 millions d’années, et qui a disparu lors de la formation des Alpes.
Selon des géologues : « Le rapprochement avec les fonds sous-marins a été fait [dans les années 1970] quand on a commencé à observer les dorsales et la forme des volcans sous-marins […] quand la plaque océanique africaine s’est glissée sous la plaque continentale [européenne], une écaille s’est détachée du fond océanique et a surfé jusqu’à se retrouver posée sur la partie continentale européenne ».