Questa unità stratigrafica, che prende il nome da coevi - e litologicamente analoghi - depositi del bacino di Vienna, è costituita da alternanze di marne e marne argillose, subordinatamente da marne calcaree e calcari marnosi biancastri finemente detritici; nel solo settore meridionale delle Marche vi s'intercalano delle calcareniti torbiditiche (Marne con Cerrogna) provenienti dalla piattaforma laziale-abruzzese.

Si tratta di marne a varia consistenza e con contenuto argilloso progressivamente maggiore verso la parte alta della formazione. Il colore è biancastro nella parte inferiore e media del complesso, prevalentemente grigiastro in quella superiore. La stratificazione è assai poco netta e spesso è resa evidente solo dal maggior contenuto calcareo di alcuni strati che, per la maggior durezza, appaiono più sporgenti rispetto alle litologie meno resistenti. Gli strati sono in genere medio-sottili e la bioturbazione è piuttosto intensa. La frattura è di norma concoide tranne in quei settori nei quali l'intensa tettonizzazione ha prodotto sistemi di fratture talmente fitti da ridurre le marne in minuti prismi che degradano rapidamente dando origine a spesse coltri di detrito al piede degli affioramenti. Le litofacies marnose sono ricche di gusci fossili di foraminiferi planctonici, che possono essere agevolmente osservati con l'ausilio di una piccola lente d'ingrandimento o, in taluni casi, direttamente ad occhio nudo. Entro lo Schlier si rinvengono anche sottili livelli vulcanoclastici o di argille smectiche derivanti dalla trasformazione diagenetica di vetro vulcanico; in particolare nella parte alta dell'unità è presente un caratteristico orizzonte bentonitico.

Lo Schlier segue in continuità stratigrafica il Bisciaro. Il passaggio tra le due formazioni corrisponde alla progressiva riduzione in spessore e frequenza delle litofacies calcareo-marnose, caratteristiche del Bisciaro, e al conseguente relativo aumento degli strati marnoso-argillosi. L'estrema gradualità con cui avviene questo passaggio ha sempre reso difficile definire rigorosamente il limite tra le due formazioni in quanto la porzione superiore del Bisciaro e la porzione inferiore dello Schlier non mostrano sostanziali differenze litologiche e risultano pertanto mal distinguibili. Si è allora stabilito di porre convenzionalmente tale limite in corrispondenza di un livello argilloso di origine vulcanoclastica, ricco in biotite, facilmente riconoscibile per litologia e colore. Si tratta del cosiddetto livello "Piero della Francesca", uno strato-guida regionale del quale, fra l'altro, grazie alla sua natura, è stato possibile determinare l'età assoluta, che è risultata pari a 17.1 Ma (milioni di anni).Questo valore, che ricade nel Burdigaliano, corrisponde dunque all'età della base dello Schlier; e siccome quest'ultima è stata fatta coincidere con uno strato-guida, ovvero con un evento sedimentario geologicamente istantaneo, può essere a sua volta considerata sincrona su tutto il bacino di sedimentazione.

La stessa cosa non può viceversa essere affermata per il limite superiore dato che allo Schlier seguono differenti unità. Nelle zone più interne alla catena la formazione passa verso l'alto e lateralmente alla Marnoso-Arenacea e siccome l'inizio della sedimentazione terrigena è via via più recente procedendo da occidente verso oriente, il tetto dello Schlier diviene progressivamente più giovane spostandosi dal crinale appenninico verso E-NE, con un'età compresa tra il Burdigaliano p.p. e il Tortoniano p.p.. Nelle zone più esterne, raggiunte dalla sedimentazione torbiditica solo in tempi successivi alla deposizione dello Schlier, quest'ultimo passa direttamente alle formazioni del ciclo evaporitico senza l'interposizione di sedimenti clastici, estendendosi fino al Messiniano.

Una variabilità così ampia nell'età dello Schlier è legata alla migrazione del sistema catena-avanfossa dell'Appennino settentrionale durante il Miocene e si riflette anche sugli spessori di questo intervallo stratigrafico, che oscillano da poche decine di metri a circa 400 metri, con valori generalmente maggiori verso E-NE.

La formazione nel suo insieme viene interpretata come un'associazione di facies emipelagica di scarpata o come un deposito da correnti di torbida a bassa densità di apporto alpino. Lo Schlier costituisce pertanto l'elemento di transizione - e l'anello di congiunzione - tra le serie carbonatiche mesozoico-paleogeniche, essenzialmente di natura pelagica, e i depositi terrigeni della successione umbro-marchigiana.