漳州地层发育，自古生代至第四系多有出露。岩石类型较为复杂，沉积岩、变质岩、火山岩地层均有。全市位置居华南褶皱系东部，按华东区区域地层划分，全市分属龙岩、青田—漳州、东山3个地层小区。龙岩与青田—漳州地层小区，以政和—大埔断裂为界(境内从南靖月明、和溪至梅林)，漳州与东山地层小区以长乐—诏安断裂为界(境内从龙海至诏安)。华安西南部及南靖西北部地区属龙岩地层小区，出露古生代至晚白垩世浅变质岩、沉积岩及火山岩地层，由西往东，境内绝大部分地区属青田—漳州地层小区，以大面积晚侏罗—早白垩世陆相火山岩地层占主导地位，岩石类型复杂，厚逾万米。沿海狭长条带为东山地层小区，以出露上第三系地层为特征。
　　

　　出露在华安马坑及南靖月明，面积10平方公里，这是境内出露的最古老地层。林田群岩性以变质细砂岩为主夹变质粉砂岩、千枚岩，下部为变质粉砂岩、千枚岩夹变质细砂岩。东坑口群岩性为变质粉砂岩、板岩夹变质细砂岩及含炭结晶灰岩透镜体。它们呈整合关系。
　　

　　出露在南靖长塔，出露面积不足5平方公里。主要岩性为灰、灰黑色薄层千枚岩，千枚状(粉砂质)泥岩夹变质石英细砂岩，下部粉砂质泥岩。
　　

　　零星出露在南靖长塔及马坑等地，面积仅几平方公里。主要为一套滨海——海陆交互相沉积，岩性为白色石英砂岩、砂砾岩及紫红色粉砂岩，与奥陶系呈角度不整合关系。
　　

　　仅南靖县高杵门一处，面积不足1平方公里，厚度大于70米。岩性为变质石英砂岩、石英粗砂岩及石英细砂岩。鉴于其岩性与闽西一带林地组相似，故时代定为早石炭世。
　　

　　二迭系分布在华安、南靖部分地区，是一套海相及海陆交互沉积，厚达1200米至2200米。可划分为下统与上统两部分。
　　(一)下统——栖霞组、文笔山组、童子岩组
　　1.栖霞组
　　出露在南靖县西部下岭、船山场一带，面积约3平方公里。由于断裂及花岗岩侵入破坏，出露不完整。灰岩已变质，厚度大于70米，岩性为灰白色透辉石石英岩、浅黄绿色透辉石矽卡岩与白色结晶灰岩、大理石互层。
　　2.文笔山组
　　零星出露在南靖西北部长塔和华安草坂，为海相细碎屑沉积，岩性单一，为粉砂岩、砂岩。
　　3.童子岩组
　　分布在南靖长塔，华安福田、罗溪－金山林场，为一套海陆交互相含煤沉积，厚几百至千米，与文笔山组呈整合接触。
　　童子岩组自西往东厚度逐渐变小，至福田砂层增多，中段亦含植物化石。由于构造与侵入岩影响，岩石普遍角岩化，煤层亦多变质为石墨，优质华安石墨即产于福田。该组是海相、海陆交互相沉积，自下而上表现为海退——海进——海退的沉积旋回。华安、南靖处于沉积中心东部边缘地带，沉积厚度小，沉积物较粗，含煤性差，但含有丰富的动植物化石。
　　(二)上统——翠屏山组、大隆组
　　1.翠屏山组
　　分布在华安罗溪－金山林场及福田一带，与童子岩组分布范围基本一致，是一套海陆交互相的泥质、炭质粉砂岩、石英细砂岩，偶夹煤线，厚370米至570米。底部一层厚1米至2米，为含砾砂岩或细砾岩、粗砂岩，往上渐变为砂岩、粉砂岩互层，含植物化石。上部为海陆交互相沉积，沉积物较细。除植物化石外，常见腕足类等浅海相化石，反映一次海浸的初级阶段。该组在横向上变化不大，分布较广，岩性稳定。砾岩砾石小(一般3毫米至5毫米)且多(一般75％)，成分以燧石为主，特征显著。其上砂岩、粉砂岩各地基本相同，仅厚度有变化。下部泥岩层局部氧化铝含量高达38.5％，是寻找铝土矿或耐火粘土的有利层位。
　　2.大隆组
　　零星出露于华安草坂、金山等地，为一套海相沉积的粉砂岩、细砂岩，局部夹灰岩透镜体，厚110米至180米。与下伏翠屏山组呈整合接触。区内大隆组岩性基本稳定，底部为一层细砂岩，上部岩性单一，为泥质粉砂岩、泥岩，含丰富的海相化石，大量出现的有欧姆贝、假提罗菊石。灰岩透镜体中含有古纺锤筵，时代为晚二迭世。由于沉积环境稳定，自南往北厚度逐渐增大。
　　

　　三迭系广泛分布在境域内，自北而南出露于华安城关和绵治、坂里、钟魏、新时、龙山、上坂寮、长圳尾、辽顶、大田、乌石山新村。南部出露在云霄和平农场－岳坑，诏安大潭水库－芹山、梅州等地。本区发育下三迭统及上三迭统，上统不整合于下统之上，中统缺失。
　　(一)下统——溪口组
　　分布在华安高石－草坂，金山－华安城关，绵治，长泰钟魏－新时及南靖西部，为一套海相沉积的钙、泥质粉砂岩、细砂岩、鲕状灰岩及硅质岩、硅质粉砂岩等，厚近1300米。
　　华安草坂下部为泥质岩相，上部为硅质岩相。华安城南梨子坪－青凉山一带，均为条带状硅质岩，普遍缘帘石角岩化，厚达千米。
　　本组化石丰富，以克氏蛤——真形蛤动物群为特征，时代为早三迭世。
　　(二)上统——文宾山组
　　文宾山组分布在华安下寮、土潭，南靖大田，云霄过枧，为一套陆相为主，上部夹海相层的含煤地层。由于断裂与岩浆活动，本组底界不清，其上与下侏罗统梨山组呈整合或假整合。
　　本组南靖地区岩性粗且厚度大，大田处厚达2000米。云霄过枧为700米左右，往北华安一带岩性变细，厚度变薄，为200多米。由东向西变薄。
　　华安马寮，云霄过枧，南靖高港、油柑坪等地夹含磁铁矿熔结凝灰岩，内含磁铁矿、钛铁矿。
　　本组化石丰富，尤以华安下寮为甚，产有侧生拟木贼腕足类舌形贝等。南靖大田产有滨海——海相瓣腮类，化石组合面貌与江南晚三迭世常见的化石组合面貌大体相似。时代为晚三迭世。
　　

　　境区广泛发育侏罗系地层，出露下统与上统，缺失中统。
　　(一)下统——梨山组
　　境区梨山组只零星分布，范围大致与文宾山组一致。该组继承文宾山组陆相山间盆地沉积，厚度各地不一，在500米至1000米之间。与其下文宾山组整合或假整合接触，其上常为晚侏罗世火山岩系所覆盖。
　　本组南厚北薄，东厚西薄。各地往往仅出露下段。
　　本组动物化石有叶肢介，植物化石有大同锥叶蕨，时代为早、中侏罗世。
　　(二)上统——长林组、南园组
　　1.长林组
　　出露在平和斑鸠飞、诏安五洞、南靖纱帽顶—清源等地。按岩性组合可分为上下两段。下段以火山碎屑沉积为主，岩性为凝灰质砂砾岩、砂岩、粉砂岩等夹薄层凝灰岩、页岩、硅质岩。厚度变化大，各地不一。上段以火山碎屑岩及熔岩为主夹沉积岩层，岩性为灰绿、灰色流纹质凝灰岩、凝灰熔岩及灰黑色粉砂质页岩夹薄层凝灰岩、硅质粉砂岩、硅质岩。长林组与下伏地层呈不整合接触。
　　2.南园组
　　南园组分布广泛，露头良好，是境内出露的主要地层。
　　南园组以灰—深灰色中性—中酸性火山喷出岩为主，夹火山碎屑沉积岩，按岩性及喷发旋回可划分为5个段：
　　第一段以中性熔岩为主，主要有灰、深灰、灰绿色英安岩、安山岩、安山玢岩、英安玢岩、英安质凝灰熔岩夹凝灰岩、英安质角砾熔岩。零星分布，厚度不稳定。诏安五洞一带最大厚度达412米，向北变薄。
　　第二段分布广，展布方向为北东向。以酸性火山熔岩为主夹火山碎屑岩及3层至5层沉积岩、砂岩、页岩、粉砂岩、硅质岩及透镜状灰岩。上部沉积夹层少，主要为灰、深灰色流纹岩、流纹斑岩夹球粒流纹岩、英安岩，且常过渡为中—酸性粒状碎斑熔岩。本段厚度大，在1000米左右。沉积夹层中含丰富的化石，其中以植物化石为主，同时亦见动物化石，如瓣腮类。
　　第三段以一套偏中酸性火山熔岩为主夹少量沉积岩，主要岩性为灰、深灰、紫灰色英安质凝灰岩夹英安岩、流纹岩、流纹质凝灰熔岩、熔结凝灰岩等，夹少量凝灰质粉砂岩、砂页岩及硅质岩。含植物化石，厚度数百至千米。
　　第四段主要由酸性火山碎屑岩组成，岩性以灰、灰白、灰紫色流纹质晶屑凝灰岩为主，以及凝灰熔岩夹球粒、石泡流纹岩、熔结凝灰岩及凝灰质粉砂岩、砂页岩等。含植物、瓣腮类化石，产叶蜡石、明矾石。
　　第五段为一套酸性、偏碱性火山碎屑熔岩。主要岩性为暗紫、灰紫、紫红色流纹质晶屑凝灰熔岩、凝灰岩、流纹岩夹英安质凝灰熔岩、熔结凝灰岩、钾长流纹岩及少量凝灰质砂岩、硅质岩。在南靖该段厚度大于2000米，向北东方向变薄。产叶蜡石、明矾石。
　　

　　石帽山群分布在平和灵通山、峨嵋山，云霄尖尾山一带，顶部流纹岩多形成奇峰林立、巍峨壮观的假喀斯特地貌，海拔1281.4米的名山——灵通山就是由石帽山群构成。
　　石帽山群主要由一套紫红色火山碎屑沉积—中酸性、酸性火山喷发熔岩组成，按岩性及喷发旋回可划分为上、下两组。
　　下组下部为紫灰、紫红色厚层状凝灰质砾岩、砂砾岩、粉砂岩等夹凝灰岩、砂岩、页岩，偶夹煤线，底部砾石成分复杂，随地而异。夹层中产动物化石叶肢介。厚度于各盆地不一，平和安厚盆地厚达989米，往北变薄。上部以中酸—中性熔岩为主，为紫灰、深灰色英安岩、安山玢岩、英安质熔结凝灰岩夹英安质凝灰熔岩、流纹岩，局部见英安质火山角砾岩、集块岩。于灵通山、安厚等地出露最全，厚度大于1500米，向北变薄。
　　上组下部为火山碎屑沉积岩，主要岩性为紫红、紫灰色凝灰质砂砾岩、粉砂岩夹砂岩、页岩等，偶夹煤线。产植物化石以拟节柏最多。厚度最大处在安厚盆地，为765米。上部分布于盆地中心，以紫红、紫灰、灰绿色流纹岩、流纹斑岩及流纹质凝灰熔岩为主，夹角砾熔岩、石泡流纹岩、球粒流纹岩及流纹岩、英安质熔结凝灰岩，局部尚有砂页岩夹层。
　　

　　零星分布于漳浦佛昙、深涂、下美和龙海流会等地，呈北东向，多已风化或被第四系覆盖。按岩性可分成3部分：
　　下部仅出露于漳浦深涂、佛昙及龙海流会、港尾等地。岩性为灰白、土黄、灰绿色砂砾岩，含砾砂岩、砂岩、泥岩夹泥炭层及油页岩，偶见琥珀、黄铁矿结核，局部夹凝灰质砂岩。具滨海—海湾相特征。厚度一般2米至70米不等，由北西向南东增厚。其下与燕山期花岗岩或中生代片麻状混合岩不整合接触。佛昙和坑盆地产有炭化木和植物化石。
　　中部分布较广，凡佛昙群分布的地区大多有出露。为一套海陆交互相基性喷出岩，偶夹1层至3层沉积岩。沿海地区玄武岩，多具球状风化，风化后呈黄褐色土或红土，形成三水铝土矿。致密块状玄武岩常与气孔状玄武岩相间或呈过渡状态，表层则以致密块状玄武岩居多，顶面普遍具风化侵蚀面。地层厚度约为50米至150米，大致由西南向东北增厚，玄武岩在地貌上常构成低山台地，风化土壤呈褐红色。
　　上部为砾岩、砂砾岩、粉砂岩、泥岩夹褐煤和玄武岩。
　　

　　第四系地层广泛分布于沿海平原、山区河谷及山间盆地。由于频繁的地壳运动，广泛出露各级阶地。更新统组成Ⅱ级以上阶地，全新统组成Ⅰ级阶地。不同阶地沉积物色调不一，Ⅰ级阶地沉积物呈灰、灰黑色，Ⅱ级阶地呈黄色，Ⅲ级阶地呈红色，Ⅳ级阶地呈棕色、棕黄色。
　　境区第四系地层划分为下更新统天宝组、中更新统同安组、上更新统龙海组，全新统为东山组和长乐组。
　　(一)更新统
　　天宝组于天宝茶铺，诏安官陂石桥、五通庙，呈Ⅳ级阶地出露。沉积物以卵石为主，成因属冲洪积，厚度仅0.3米至0.5米。假整合于更新统残积层之上。同安组命名地在同安泥山，常出露于沿海平原和山间盆地的边缘，构成Ⅲ级阶地或深埋于平原之下，为陆相沉积，与下伏天宝组呈假整合接触。其中，同安泥山组洪积层，分布局限于滨海地区，组成Ⅳ级阶地或埋于平原之下。由红色含砾粘土或粘土砾卵石组成。粘土含量高，厚4米至27米。同安组冲洪积层，山区分布在山间盆地边缘、坡脚与河谷两岸，构成Ⅲ级基座阶地，沉积物呈红色，粘土含量高，厚1米至15米不等。龙海组命名地在龙海下沧，广泛出露在漳州平原和山间盆地，构成Ⅱ级阶地，按成因可分成洪积、冲洪积、海积、风积。
　　(二)全新统
　　分布广泛，组成低平的Ⅰ级阶地与浸滩，有的埋藏于现代沉积层之下。沿海地区可分为东山组和长乐组。东山组命名于东山澳角，地表未出露，按成因分成冲洪积层、冲积层、海积层。冲洪积层分布于沿海短小溪流的山前地带，厚7.8米至32.3米。冲积层分布在漳州平原、鹿溪、东溪等河流中下游，沉积物较粗，厚7米至27米。海积层分布于沿海岛屿、半岛及河口、海湾区，大多呈埋藏阶地，与上覆长乐组呈假整合接触，厚1.1米至26.6米。长乐组广泛出露于滨海平原，下部为海积层与下伏东山组呈假整合接触。上部海积层或冲积层、风积层。海积层组成海滩、海积平原或Ⅰ级海积阶地，标高2米至10米，沉积物为淤泥、粘土、砾卵石及泥炭等，由于沉积环境不同，各地沉积物差别较大；冲积层沿河流呈带状分布，在山间盆地由粘砂土、砂砾石、砾石等组成，分选差，沿河漫滩则由粉砂、细砂、砂质粘土夹粗砂、砾石等组成，分选性较好；风积层广泛分布于远离河口的迎风海岸带，如漳浦下蔡、古雷半岛，东山岛东海岸等地，构成砂垅、砂丘、砂纹地，呈长条大致与海岸线平行分布，覆盖在海积平原或山间残丘上，沉积物为黄、黄白色细砂、粉砂，颗粒均匀，结构松散，厚2米至20米，本层质纯者可作型砂，是优质玻璃原料，商品名为硅砂；湖积层分布于海积平原边缘的古海湾和泻湖里，主要为淤泥，厚0.1米至6.2米。
　　山区全新统分布在山间盆地、溪谷两岸，组成低平的Ⅰ级阶地及漫滩，局部形成洪积扇沿山麓分布。沉积物大多具二元结构：下部为砂、砂砾卵石，结构松散，与下伏龙海组呈假整合接触；上部为灰、灰黄色粘土，砂质粘土，粘砂土，含粗砂及细砾，并常见泥炭层，厚3米至28米。