K2, podobnie jak inne szczyty w pasmie Karakorum, jest zbudowany głównie z metamorficznych i osadowych skał.

Powstały one w wyniku przekształcenia wcześniejszych skał osadowych i magmowych pod wpływem wysokiego ciśnienia i temperatury. Są to przede wszystkim gnejsy, które powstały z przekształcenia grantów i innych skał magmowych, a także łupki krystaliczne - metamorficzne skały osadowe charakteryzujące się strukturą warstwową, bardziej podatne na erozję.

W strukturze K2 występują również skały osadowe, które mogą obejmować wapień powstały z nagromadzenia szczątków organizmów morskich, które uległy przekształceniom metamorficznym oraz piaskowiec, utworzony głównie z ziaren piasku skonsolidowanych przez spoiwo krzemionkowe lub wapienne.

Wysokie, strome zbocza K2 są poddane ciągłej erozji przez lodowce, wiatry i inne czynniki atmosferyczne, co kształtuje jego charakterystyczną formę i odsłania różne typy skał. Budowa geologiczna szczytu jest kluczowa dla zrozumienia jego wyjątkowej struktury i wyzwań, jakie stawia przed wspinaczami. Skały metamorficzne i osadowe tworzące tę górę świadczą o złożonej historii geologicznej regionu Karakorum.