崇明岛由长江下泄的大量泥沙在江海交互作用下不断加积而形成。岛内地势坦荡，遍遍被第四纪疏松地层所掩覆。

经钻探揭示，在三四百米疏松沉积层下面，埋藏着坚硬的基底岩系，其中最老的地层为紫红色石英砂岩、灰黑色粉砂质泥岩等，主要分布在岛的西北部庙镇至草棚镇一带；其余地区则被侏罗纪上统中酸性火山熔岩和火山碎屑岩所占据。

本岛新构造单元隶属于江苏滨海拗陷南缘。自晚第三纪以来，新构造运动以持续沉降为其特点。因此，岛内沉积了厚层（最厚达480米）的新第三纪和第四纪地层。

新第三纪地层，岩性以灰绿色粘土、亚粘土与砂砾石为互层，并夹有弱胶结的薄层钙质砂岩和铁质砂岩，均是陆相堆积。层厚60～130米。

第四纪地层，堆积厚度可达320～350米。且自下而上，海相性明显趋于增强，而陆相性则趋于减弱。纵观第四纪不同地质历史时期的沉积地层，其岩性、岩相特征基本如下：

下更新统　褐黄色杂蓝灰色粘土、亚粘土与黄灰、灰白色砂砾层间互，发育网纹状、杂斑状构造，且具硬塑性。粘性土内遍含钙质、铁锰质结核，以陆相堆积为主。底界埋深320～350米。

中更新统　蓝灰色、灰褐色粘土、亚粘土与含砾中粗砂、中细砂互层，具软塑性，含螺壳碎片及少量微体古生物化石。反映当时的沉积环境为河口滨海——河湖相。底界埋深150米左右。

上更新统　灰、灰褐色或蓝灰色亚粘土，与含砾中粗砂、细砂互层。含砾砂结构松散，亚粘土具软塑性。贝壳化石和微体古生物化石无论是种属和数量都有所增加，沉积相以滨海——滨岸浅海相为主，并间夹河湖相沉积地层。底界埋深100米左右。

由于古长江水系在大理冰期低海面时强烈的下切和冲蚀作用，全岛缺失上更新统顶部的暗绿色硬粘土层。

全新统为冰后期沉积。其下部岩性以灰黑色粘土、亚粘土或亚砂土、细粉砂互层，多含泥钙质结核和腐植物碎屑；中部为褐灰、灰黑色淤泥质粘土、亚粘土夹薄层粉砂；上部则为黄灰、灰色亚粘土、亚粘土夹粉砂，多铁锰质结核和斑点。全新世地层为距今1万年以来的滨岸浅海——河口滨海相或三角洲沉积。底界埋深一般在45～62米。

崇明基底岩石断裂构造亦较发育，大致以NE——NEE向（北东——北东东向）和NW向（北西向）断裂较常见。NE——NEE向构造主要为陈家镇断裂、城桥镇——新光断裂、江口断裂、沙溪——吕四断裂；NW向构造为三星——新光断裂等，其中以陈家镇断裂和沙溪——吕四断裂规模较大。岩浆活动仅在堡镇——新开河一带见有燕山期红色中粗粒全晶质花岗岩分布，其面积达70余平方公里。

［崇明县地质构造示意图］