Les roches de la Formation de Loïs sont d’abord incluses dans une unité de roches pyroclastiques située dans le secteur des lacs Duchat et Loïs (feuillet SQRC 32D10-200-0101) et associée aux roches du  Groupe de Mine Hunter (Lee, 1950, 1951, 1957). Par la suite, Eakins (1974) et Hocq (1979) différencient des bandes de roche sédimentaire dans le même secteur (feuillets 32D10-200-0101 et 32D10-200-0102). De façon informelle, Eakins (1974) nomme cette séquence de roche sédimentaire « Lois Lake sedimentary band », alors que Hocq (1979) l’inclut dans la « formation de la mine Hunter » qui comprend principalement des roches pyroclastiques et qui est rattachée au Groupe de Kinojévis. Tout comme Eakins (1974), Verpaelst et Hocq (1987) réfèrent simplement aux « sédiments du lac Loïs », qu’ils différencient du « Groupe de Hunter Mine ». C’est finalement Verpaelst et Hocq (1991) qui introduisent le nom formel de Formation de Loïs, en référence au lac éponyme, et qui le rattachent au Groupe de Mine Hunter (« Groupe de Hunter Mine [HUN] ») plutôt qu’au Groupe de Kinojévis.

La Formation de Loïs est constituée de grès, de siltstone et de conglomérat polygénique (Eakins, 1974; Hocq, 1979; Verpaelst et Hocq, 1987, 1991; Beausoleil et Goutier, 2000; Beausoleil et al., 2000). Les roches sédimentaires fines (grès fin et siltstone) se présentent en minces lits (50 cm à quelques mètres) au sommet de séquences conglomératiques ou sous forme de bancs assez épais (20 à >80 m) (Hocq, 1979). Elles sont communément très finement laminées et granoclassées (Eakins, 1974; Hocq, 1979; Verpaelst et Hocq, 1987, 1991). Elles montrent localement des évidences d’empreintes de charge, de structures de flamme et de stratifications entrecroisées (Hocq, 1979).

Le conglomérat est polygénique à cailloux et à galets de roches volcaniques (Hocq, 1979; Verpaelst et Hocq, 1987; 1991). Les fragments volcaniques (rhyolite porphyrique) sont accompagnés d’une proportion moindre d’éléments d’origine sédimentaire (chert, mudstone). Les fragments sont plutôt arrondis et les bandes grossières épisclastiques présentent communément une évolution progressive passant d’un conglomérat à grain grossier à moyen à une roche de type wacke relativement fin et, dans certains cas, de type siltstone gris foncé ou noir, très fin (Hocq, 1979). Le conglomérat contient des nodules de pyrite et des bandes graphiteuses centimétriques discontinues (Hocq, 1979; Verpaelst et Hocq, 1987, 1991). Il est localement interstratifié avec des lits de shale noir ou de mudstone, les deux étant fortement cisaillés par endroits.