咸宁市属于华南地层大区的扬子地层区的下扬子地层分区和江南地层分区。区内出露中元古代—第四纪地层。元古界冷家溪群、震旦系构成方山、大幕山、坑口和幕阜山—九宫山背斜核部，三叠系构成向斜核部，寒武—二叠系构成背、向斜两翼。侏罗系主要分布于嘉鱼地区，构成向斜核部；第三系东湖群主要分布于崇阳、通山一带，零星分布于燕厦、咸安和赤壁等处。第四系主要分布于赤壁—咸安一线以北为近代河湖沼泽沉积，其他地区仅零星分布坡谷低洼地带。各时代地层特征。南华系分为莲沱组、古城组、大塘 坡组、南沱组。莲沱组为一套由下向上由粗变细的紫红色碎屑岩。震旦系为统一稳定的地台区，处于陆表海、浅海碳酸盐台地环境，下部出现泥质条带灰泥岩、含碳质页岩等低速沉积，普遍含钒、锰等元素；之后转化为开阔海台地—局限台地碳酸盐岩沉积，在台地前缘斜坡地带常沉积含磷白云岩或磷块岩，形成湖北省重要的含磷、银钒矿、铅锌矿、钼矿层位。寒武—志留系，形成以滞留局限环境白云岩为主，局部暴露，接受风化剥蚀。中、晚侏罗世为一套陆相红色碎屑岩地层，在晚期于鄂东南尚有火山碎屑岩地层。白垩—新近系白垩纪—新近纪为一套连续沉积的陆相红色碎屑岩，是一个多中心、多物缘、多韵律的复杂沉积岩系。咸宁属于湖北四个沉积区的鄂东区（幕阜山北麓以北的广大鄂东、鄂东南地区）。第四系鄂南河流成网，湖泊星罗棋布，为一片冲、湖积平原型沉积，第四系广泛发育。可划分为下更新统、中更新统、上更新统和全新统堆积层。