Op het hoogste punt van Losser, ongeveer 36 m boven NAP, ligt de Staringgroeve. De gelige aardlaag die daar aan de oppervlakte komt is zo'n 130.000.000 jaar oud. Deze laag werd afgezet onder het Hautrevien, een fase binnen de periode Onder-Krijt. Toen was er op die plek een grote, relatief warme binnenzee, die zich uitstrekte tot bij de Duitse plaats Steinfurt. Het klimaat was in die tijd subtropisch en in de binnenzee leefden zeedieren, zoals inktvisachtigen, kreeften, schelpen, slakken, oesters en weekdieren. De aarde veranderde langzamerhand. Het gele zand van de binnenzee werd geleidelijk in elkaar gedrukt. Er kwam kiezelzuur en ijzer bij en daardoor werd die zandlaag steeds harder en veranderde in een zandsteenlaag. Daar bovenop kwamen weer andere aardlagen en zo kwam het zandsteen steeds dieper in de bodem te liggen.
IJstijd
Geleidelijk veranderde het klimaat. Er kwam drie keer een ijstijd. Rond de poolcirkel vormde zich een ijskap van honderden meters hoog. Die kwam langzaam in beweging en er waaierden gletsjers uit, die ook Losser bereikten. Het aardoppervlak kwam er door al die krachten weer heel anders uit te zien en er ontstonden heuvelruggen. Zo ook in Losser. De zandsteenlaag, die vroeger veel dieper in de bodem lag, werd daardoor weer omhoog geduwd, evenals bijvoorbeeld in het aangrenzende Duitse Bentheim en Gildehaus. De daar aanwezige zandsteenlaag wordt al sinds de 13de eeuw ontgonnen. De groeven leverden zandsteen voor de bouw van kerken, kastelen en paleizen. Maar ook voor gewone huizen en boerderijen. En steenhouwers maakten er prachtige beelden van.
Dr. Staring
In Losser werd geen steen gewonnen. In de 19de eeuw kreeg dr. W.C.H. Staring (1808-1877), de eerste Nederlandse geoloog, van de Losserse burgemeester C.W.E. Eekhout de opdracht om de bodem te onderzoeken. Als zoon van de dichter A.C.W. Staring was hij opgegroeid op het kasteel de Wildenborch bij Lochem. Hij was een geleerde die alles wist van de bodem van Nederland. In 1846 vond het eerste onderzoek plaats op een terrein waar de straat naar Overdinkel zich afsplitste. De steen bleek echter veel te poreus om er mee te kunnen bouwen en de zandsteenlaag werd niet ontgonnen.
Geologisch monument
Omstreeks 1960 kwam er een nieuw uitbreidingsplan en de zandsteenlaag dreigde door de woningbouw voorgoed onbereikbaar te worden. Willem Frederik Anderson (1908-1994), geoloog bij de NAM, wist tal van Lossernaren en ook het gemeentebestuur te overtuigen van de belangrijke rol die Losser dankzij het werk van W.C.H. Staring op het gebied van de geologie in Nederland gespeeld had. Ter herinnering aan deze wetenschapper kwam de Staringgroeve tot stand, weliswaar op een andere locatie dan de oorspronkelijke groeve uit 1846. Op 22 mei 1968 werd dit geologisch natuurmonument in gebruik genomen door de onthulling van een borstbeeld van de geleerde.
In de Staringgroeve werden belangrijke geologische vondsten gedaan, waaronder veel fossiele schelpen (Bivalvia). Zo vond men er in 1976 de grootste fossiele schelp van Nederland, met een afmeting van 23 cm. Het beheer is in handen van de Stichting Het Staringmonument, die de belangrijkste vondsten exposeert in Geologiemuseum Losser.
Andere bijzondere geologische locaties in de gemeente zijn de voormalige keileemgroeve bij steenfabriek De Werklust, het dal van de Dinkel en van de Glanerbeek.