梁山县境属于华北地台的一部分，在鲁西断块上。南部位于鲁西南块陷区的北部，中部和北部位于鲁中块隆区的西部。不同时期的地壳运动，形成不同的断层和地质。
一、地层
梁山境内地层发育不够完整，只有太古界地层及古生界寒武系、奥陶系、石灰系和新生界地层。在地表出露的地层，只有连续沉积的寒武系、奥陶系和第四系松散土层。
太古界地层 在前集乡前集村南钻探时发现，位于第四系松散土层下，主要岩性为片岩和片麻岩。梁山县基底为太古界地层。
古生界地层 下奥陶统地层在凤凰山、龟山、土山和小安山顶部，主要岩性是肉红色糖粒状白云质灰岩和纯灰岩。中奥陶统地层在梁山县西北部第四系地层之下，主要岩性是灰色厚层灰岩。石灰系地层分布在县境西部地下，主要岩性为灰岩和砂页岩，有煤层。
新生界地层 第三系地层分布在县境西北部和南部地下，主要岩性有砂岩、页岩和石膏岩。第四纪以来，县境域长期处于下降状态，因此第四系地层特别发育。残丘的山麓地带都不同程度地分布有更新统的坡积洪积物，标高大约40～100米。上部为黄色亚粘土、亚沙土，含有钙结核、基岩碎屑和少量的蜗牛碎片；下部多为红黄色亚粘土，夹棕色粘土薄层，含有较多的钙结核和基岩碎屑。地层垂直节理发育，局部地区有垂直漏斗的黄土岩溶现象。由于黄河和汶河河流不断泛滥改道，不同岩相的沉积物相互迭置，平原地区地形十分复杂。一般汶河冲积物较黄河冲积物颗粒粗，汶河冲积层在地表无出露，分布在县境东部黄河冲积层之下。此外，县境地下5～10米处有冲积湖积层，以灰色、灰黑色、灰黄色的亚粘土、粘土为主，有机质含量较多，具臭味，含有莲子和贝壳，俗称之“宋江土”。
二、构造
褶皱 县境内地层褶皱微弱，发育了一定数量的断层残丘，多呈单斜构造，倾角只有3～10°，局部地区有宽浅的褶皱和小》窿构造。琉璃河以北有一小背斜构造；在独山、梁山、龟山、凤凰山岩层产状呈放射状。凤凰山西部埋藏的奥陶系灰岩，其产状也呈放射状。
断层 由于县境地处在三个构造单元上，受各种力的影响，发育了较多的断层，但绝大部分埋藏在第四系地层之下，龟山、凤凰山、梁山等有一些出露地表的小断层。
延伸到梁山县境内的较大断层有：
汶泗断层 西起黄河入境，经黑虎庙乡、杨营乡、马营乡、梁山镇、后孙庄乡、王府集乡至馆驿乡出境，县境内长27.5千米。
巨野断层 从西南县界入境，经马营、馆里、寿张集、大路口等乡，在郓陈乡中部至黄河出境，县境内长17千米。
嘉祥断层 从东南县界入境，经开河乡和袁口乡中部出境，县境内长16.5千米。
郓城断层 从南部县界入境，经信楼乡东南部、韩垓乡和开河乡南部出境，县境内长10千米。
肥城断层 从东北部县界入境，经李官屯乡中部、小安山乡南部，止于戴垓断层。
起止于县境内的较大断层有：
梁山断层 中部位于梁山东南前集附近。走向北北东，长约14千米，与小安山断层、汶泗断层、叶尚断层相交。
叶尚断层 尚阁至大邓庄，近东西向，大邓庄至前李庄转为北西走向，长34千米，与汶泗断层、梁山断层、辛兴断层相交。
辛兴断层 中部位于大侯村北，走向北东，长15千米，与小安山断层相交，西部止于汶泗断层和叶尚断层。
小安山断层 位于梁山和小安山之间，西北东南走向，长19千米，与辛兴断层相交。
戴垓断层 南起韩垓村北，经戴庙至黄河岸边，西北东南走向，长43千米，与叶尚断层、汶泗断层、肥城断层相交。
此外，郓陈乡还有一条东南西北走向的小断层，长2.7千米。
节理 梁山县残丘地带节理较发育，既有构造节理，也有风化节理。构造节理受地质构造控制，走向和断层大体一致，有NE20°～80°和NW10°～70°两组。风化节理主要走向为NE60°～80°。部分节理内为红黄色粘性土和钙质胶结物充填。
第一节 地质
梁山县境属于华北地台的一部分，在鲁西断块上。南部位于鲁西南块陷区的北部，中部和北部位于鲁中块隆区的西部。不同时期的地壳运动，形成不同的断层和地质。
一、地层
梁山境内地层发育不够完整，只有太古界地层及古生界寒武系、奥陶系、石灰系和新生界地层。在地表出露的地层，只有连续沉积的寒武系、奥陶系和第四系松散土层。
太古界地层 在前集乡前集村南钻探时发现，位于第四系松散土层下，主要岩性为片岩和片麻岩。梁山县基底为太古界地层。
古生界地层 下奥陶统地层在凤凰山、龟山、土山和小安山顶部，主要岩性是肉红色糖粒状白云质灰岩和纯灰岩。中奥陶统地层在梁山县西北部第四系地层之下，主要岩性是灰色厚层灰岩。石灰系地层分布在县境西部地下，主要岩性为灰岩和砂页岩，有煤层。
新生界地层 第三系地层分布在县境西北部和南部地下，主要岩性有砂岩、页岩和石膏岩。第四纪以来，县境域长期处于下降状态，因此第四系地层特别发育。残丘的山麓地带都不同程度地分布有更新统的坡积洪积物，标高大约40～100米。上部为黄色亚粘土、亚沙土，含有钙结核、基岩碎屑和少量的蜗牛碎片；下部多为红黄色亚粘土，夹棕色粘土薄层，含有较多的钙结核和基岩碎屑。地层垂直节理发育，局部地区有垂直漏斗的黄土岩溶现象。由于黄河和汶河河流不断泛滥改道，不同岩相的沉积物相互迭置，平原地区地形十分复杂。一般汶河冲积物较黄河冲积物颗粒粗，汶河冲积层在地表无出露，分布在县境东部黄河冲积层之下。此外，县境地下5～10米处有冲积湖积层，以灰色、灰黑色、灰黄色的亚粘土、粘土为主，有机质含量较多，具臭味，含有莲子和贝壳，俗称之“宋江土”。
二、构造
褶皱 县境内地层褶皱微弱，发育了一定数量的断层残丘，多呈单斜构造，倾角只有3～10°，局部地区有宽浅的褶皱和小》窿构造。琉璃河以北有一小背斜构造；在独山、梁山、龟山、凤凰山岩层产状呈放射状。凤凰山西部埋藏的奥陶系灰岩，其产状也呈放射状。
断层 由于县境地处在三个构造单元上，受各种力的影响，发育了较多的断层，但绝大部分埋藏在第四系地层之下，龟山、凤凰山、梁山等有一些出露地表的小断层。
延伸到梁山县境内的较大断层有：
汶泗断层 西起黄河入境，经黑虎庙乡、杨营乡、马营乡、梁山镇、后孙庄乡、王府集乡至馆驿乡出境，县境内长27.5千米。
巨野断层 从西南县界入境，经马营、馆里、寿张集、大路口等乡，在郓陈乡中部至黄河出境，县境内长17千米。
嘉祥断层 从东南县界入境，经开河乡和袁口乡中部出境，县境内长16.5千米。
郓城断层 从南部县界入境，经信楼乡东南部、韩垓乡和开河乡南部出境，县境内长10千米。
肥城断层 从东北部县界入境，经李官屯乡中部、小安山乡南部，止于戴垓断层。
起止于县境内的较大断层有：
梁山断层 中部位于梁山东南前集附近。走向北北东，长约14千米，与小安山断层、汶泗断层、叶尚断层相交。
叶尚断层 尚阁至大邓庄，近东西向，大邓庄至前李庄转为北西走向，长34千米，与汶泗断层、梁山断层、辛兴断层相交。
辛兴断层 中部位于大侯村北，走向北东，长15千米，与小安山断层相交，西部止于汶泗断层和叶尚断层。
小安山断层 位于梁山和小安山之间，西北东南走向，长19千米，与辛兴断层相交。
戴垓断层 南起韩垓村北，经戴庙至黄河岸边，西北东南走向，长43千米，与叶尚断层、汶泗断层、肥城断层相交。
此外，郓陈乡还有一条东南西北走向的小断层，长2.7千米。
节理 梁山县残丘地带节理较发育，既有构造节理，也有风化节理。构造节理受地质构造控制，走向和断层大体一致，有NE20°～80°和NW10°～70°两组。风化节理主要走向为NE60°～80°。部分节理内为红黄色粘性土和钙质胶结物充填。