县内除东部山丘和西北部零星孤山有基岩出露外，其余地区均为第四纪松散沉积物。其沉积物，在大面积郯城凹陷地带，覆盖为几米至120米不等；其出露地层，从老到新，有太古界、震旦界、寒武纪、奥陶纪、二迭纪、侏罗纪、白垩纪、第四纪。岩层倾向多为东北或南东倾角25～45度，局部地区大于80度。
太古界泰山群，由黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩、斜长角闪岩、黑云变粒岩等组成，为县内出露的最古老地层，在县境西北部零星孤山中和东北部邵家湖南、房庄北区段有局部出露。
震旦界土门组，是一套以页岩为主的沉积岩，主要为钙质页岩、泥灰岩、灰岩、泥质灰岩和少量砂岩。在县内亦只在西北境残孤山丘有零星出露。
寒武纪，是海相砂页岩——碳酸盐岩建造。碳酸盐岩尤为发育，具各种不同类型的岩石，其中主要有灰岩、鲕状灰岩、豹皮灰岩、白云岩、页岩、砂岩等。为典型的地台型盖层，主要出露于兰山、黄山、蝎子山、庙山等处。
奥陶纪，县内缺失上、中奥陶统，所存之下奥陶统与下伏层成假正合接触。岩性由灰白色砂糖状中厚层白云质灰岩与灰黑燧石结核状薄层白云质灰岩组成，主要出露于虎山一带。
石灰纪，县内存中上统，是一套海陆交互相的砂页岩、夹灰岩地层，只在县境西北部桥头一带有零星出露，其间夹有煤层。
二迭纪，县内缺失上部层位地层，是一套陆相砂页岩含煤地层，该层出露较少，亦主要在桥头一带，其岩性主要为砾石、砂岩、页岩互层。
侏罗纪，县内所存之上统，在整个沂沭断裂带内为仅见。县境内亦只局部地区零星出露，是一套砂页岩。
白垩纪，县内出露的有青山组和王氏组，此二组均发育较好，由玄武岩、安山岩、石英粗面岩组成，以紫红、灰绿砂岩、砾岩、凝灰质砂砾岩石为主。属河流相夹洪积相，不同地区砾岩成分变化极大，主要出露于县境东部马陵山区神泉、黄岭、花马屯一带。
第四纪，除北部、东部山丘外，县内其它地区均为此地层所覆盖。按其成分，则有冲积层、冲洪积层、坡积层、残积层之分。①冲积层，岩性多为亚砂土，局部地区为中细砂，下部为中粗砂夹砾石，主要分布在沂河侧部及河谷地带。②冲洪积层，此层县内分布广泛，上层为砂土和亚粘土，局部含有钙质结核和砾石，极少地区有铁锰结核，大部分地区底部为中粗砂夹砾石，局部有细砂。③坡积层，上部为黄色、紫红色亚砂土和夹角砾岩，主要分布在马陵山坡脚地带。④残积层，主要为亚砂土夹砾石，分布在大埠岭、小埠岭和马陵山局部地区。
此外，县内还有少量火成岩出露，主要分布在东部地区，为脉状侵入寒武纪、奥陶纪、二迭纪、白垩纪中，岩性为燕山期花岗岩、青山组早期安山岩等。由孔状、杏仁状玄武岩、安山岩等类组成。
第一节 地层
县内除东部山丘和西北部零星孤山有基岩出露外，其余地区均为第四纪松散沉积物。其沉积物，在大面积郯城凹陷地带，覆盖为几米至120米不等；其出露地层，从老到新，有太古界、震旦界、寒武纪、奥陶纪、二迭纪、侏罗纪、白垩纪、第四纪。岩层倾向多为东北或南东倾角25～45度，局部地区大于80度。
太古界泰山群，由黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩、斜长角闪岩、黑云变粒岩等组成，为县内出露的最古老地层，在县境西北部零星孤山中和东北部邵家湖南、房庄北区段有局部出露。
震旦界土门组，是一套以页岩为主的沉积岩，主要为钙质页岩、泥灰岩、灰岩、泥质灰岩和少量砂岩。在县内亦只在西北境残孤山丘有零星出露。
寒武纪，是海相砂页岩——碳酸盐岩建造。碳酸盐岩尤为发育，具各种不同类型的岩石，其中主要有灰岩、鲕状灰岩、豹皮灰岩、白云岩、页岩、砂岩等。为典型的地台型盖层，主要出露于兰山、黄山、蝎子山、庙山等处。
奥陶纪，县内缺失上、中奥陶统，所存之下奥陶统与下伏层成假正合接触。岩性由灰白色砂糖状中厚层白云质灰岩与灰黑燧石结核状薄层白云质灰岩组成，主要出露于虎山一带。
石灰纪，县内存中上统，是一套海陆交互相的砂页岩、夹灰岩地层，只在县境西北部桥头一带有零星出露，其间夹有煤层。
二迭纪，县内缺失上部层位地层，是一套陆相砂页岩含煤地层，该层出露较少，亦主要在桥头一带，其岩性主要为砾石、砂岩、页岩互层。
侏罗纪，县内所存之上统，在整个沂沭断裂带内为仅见。县境内亦只局部地区零星出露，是一套砂页岩。
白垩纪，县内出露的有青山组和王氏组，此二组均发育较好，由玄武岩、安山岩、石英粗面岩组成，以紫红、灰绿砂岩、砾岩、凝灰质砂砾岩石为主。属河流相夹洪积相，不同地区砾岩成分变化极大，主要出露于县境东部马陵山区神泉、黄岭、花马屯一带。
第四纪，除北部、东部山丘外，县内其它地区均为此地层所覆盖。按其成分，则有冲积层、冲洪积层、坡积层、残积层之分。①冲积层，岩性多为亚砂土，局部地区为中细砂，下部为中粗砂夹砾石，主要分布在沂河侧部及河谷地带。②冲洪积层，此层县内分布广泛，上层为砂土和亚粘土，局部含有钙质结核和砾石，极少地区有铁锰结核，大部分地区底部为中粗砂夹砾石，局部有细砂。③坡积层，上部为黄色、紫红色亚砂土和夹角砾岩，主要分布在马陵山坡脚地带。④残积层，主要为亚砂土夹砾石，分布在大埠岭、小埠岭和马陵山局部地区。
此外，县内还有少量火成岩出露，主要分布在东部地区，为脉状侵入寒武纪、奥陶纪、二迭纪、白垩纪中，岩性为燕山期花岗岩、青山组早期安山岩等。由孔状、杏仁状玄武岩、安山岩等类组成。