Embora pelo menos 20 tipos de rochas tenham sido identificados no local, Stonehenge é feito de dois tipos principais de pedra: arenito sarsen e bluestone, com as pedras que formam a parede externa do círculo em Stonehenge sendo feitas de o primeiro. O arenito Sarsen tem cerca de 60 milhões de anos e é essencialmente um arenito silicificado, muito parecido com o arenito encontrado cerca de 19 milhas ao norte do monumento mundialmente famoso.
As estruturas em forma de torta pelas quais Stonehenge é tão conhecido são feitas de arenito sarsen. O maior deles pesa cerca de 40 toneladas, que é o peso de um caminhão de cimento totalmente carregado. O tamanho desta pedra e de outras levou a muitas teorias sobre como as pedras chegaram ao local em primeiro lugar.
As menores das pedras em Stonehenge são pedras azuis e, embora sejam menores do que os sarsens, algumas ainda são maciças, pesando cerca de 4 toneladas. Eles são estranhos à área, o que gera ainda mais especulação sobre como chegaram lá.
Existem outros tipos de rocha no local, incluindo gnaisse, xisto, calcário e pedra verde, juntamente com alguns arenitos não identificados. O "Altar" em Stonehenge é de um arenito estrangeiro de origem desconhecida.