Das Einzugsgebiet des Pegels Kloster Arnstein liegt im rechtsrheinischen Teil des Rheinischen Schiefergebirges, dem Hintertaunus. Die Geologie des Einzugsgebietes ist von Schiefern geprägt, die durch Quarzitbänder unterbrochen werden. Die Schiefer werden häufig von pleistozänen Lössen oder Lösslehmen oder Fließerden überdeckt. Im Nordosten des Einzugsgebietes stehen vulkanische Gesteine an, die devonische Riffkalke umschließen.

Die Schiefer des Einzugsgebietes bestehen aus Wechsellagerungen aus Ton-, Silt- und Sandstein mit Einlagerungen von Tuffiten (Porphyroide) der Singhofen-Schichten. Im Südosten des Einzugsgebietes stehen Ton und Siltsteine, Hunsrückschiefer im engeren Sinne, an.

Die weißen Flächen im Süden des Einzugsgebietes liegen in Hessen. Für diesen Bereich liegen keine darstellbaren geologischen Daten vor. Unmittelbar hinter der rheinlandpfälzischen Grenze verläuft ein Quarzitband etwa parallel zu den beiden Quarzitbändern in Rheinland-Pfalz. Südlich davon stehen devonische Schiefer der Hunsrückschieferfazies an.

Quellen: GÜK 300 Stand 3/3003; Henningsen/Katzung (1998).