Mặc dù ít nhất 20 loại đá đã được xác định tại địa điểm, nhưng Stonehenge được làm từ hai loại đá chính: sa thạch sarsen và đá xanh, với những viên đá tạo thành bức tường bên ngoài của vòng tròn ở Stonehenge được làm từ trước đây. Đá sa thạch Sarsen có niên đại khoảng 60 triệu năm tuổi và về cơ bản là sa thạch silic hóa giống như loại đá sa thạch được tìm thấy cách đài kỷ niệm nổi tiếng thế giới khoảng 19 dặm về phía bắc.
Các cấu trúc hình bánh mà Stonehenge rất nổi tiếng là được làm từ sa thạch sarsen. Chiếc lớn nhất trong số này nặng ước tính khoảng 40 tấn, bằng trọng lượng của một chiếc xe chở xi măng được chất đầy hàng. Kích thước của viên đá này và những viên đá khác đã dẫn đến nhiều giả thuyết về cách những viên đá đến vị trí đầu tiên.
Những viên đá nhỏ hơn ở Stonehenge là đá xanh, và mặc dù chúng nhỏ hơn sarsens, một số vẫn rất lớn, nặng ước tính lên tới 4 tấn. Họ xa lạ với khu vực này, dẫn đến càng có nhiều suy đoán về cách họ đến đó.
Có nhiều loại đá khác tại địa điểm này, bao gồm đá gneiss, đá phiến, đá vôi và đá xanh, cùng với một số loại đá cát không xác định. "Bàn thờ" ở Stonehenge được làm từ đá sa thạch nước ngoài không rõ nguồn gốc.
