天桥区地处华北地层区鲁西地层分区，地质构造形成位于华北陆台的前寒武纪
山东凸起（山东地块）和河北凹地两个构造单元的交界上，也就是位于泰山穹隆的
北缘和华北冲积大平原的东南边缘线上。
辖区地层发育比较齐全。受早期古生代地壳运动（加里东运动）的影响，于奥
陶纪晚期上升成陆台，加上后来的中生代白垩纪岩浆岩的侵入和新生代喜马拉雅山
运动直至第四纪以来的外营力水流剥蚀、风化、搬运、堆积等作用，形成了现在的
基本形态。由于天桥区位于泰山穹隆的北翼，呈一平缓的单斜构造，有南北向断层
通过。由于白垩纪岩浆岩的侵入后产生了一些东西向的背斜、向斜、褶曲和断裂。
本区基性岩浆岩岩体平面形状长轴约为北——西南向的椭园形，以岩床、岩株、岩
脉等各种构造形状存在。
天桥区的地层与济南地区一样，在奥陶纪初期处在海水之中。天桥区在海的东
南边缘上。海水不深，属浅海范围。因此沉积了浅海相石灰岩。到了中奥陶纪时，
地盘继续下降，海水渐深，因而沉积了厚层纯质的石灰岩。在早期古生代加里东运
动的影响下，天桥区和整个华北地区，在奥陶纪晚期上升成陆地。由奥陶纪晚期至
第三纪，天桥区没有沉积地层。发生在侏罗纪、白垩纪的燕山运动使中国东部及整
个太平洋西岸，地壳发生了巨大的破裂并伴随有岩浆活动。这时天桥区在奥陶纪石
灰岩中侵入了岩浆岩。到了新生代产生了强裂的喜马拉雅山造山运动，天桥地区下
沉堆积了第四纪粘土、亚粘土和黄土，在河流两岸沉积了厚厚的粘性土。天桥地区
分布的岩土由老至新：奥陶纪石灰岩、白垩纪岩浆岩、第四纪松散沉积层。