一、地质演变
凤阳县大地构造位于中朝准地台南东边部，地处淮河台坳南部的次级单元蚌埠台拱和淮南断陷带东部，它们之间以刘府深断裂为界，为安徽境内最原始的陆壳地区之一。晚太古代为优地槽发育时期，围绕砀山古陆核沉积了五河群，蚌埠运动（发生在2500Ma）使优地槽普遍发生褶皱隆起，岩层变质，陆壳增长。早元古代该区地壳活动性已不太强烈，成为陆间冒地槽发育时期，沉积了凤阳群，槽盆中出现原始藻类。凤阳运动（发生在1900Ma）形成褶皱带，其底固结，结束地槽发展历史。中元古代处隆起，剥蚀状态，缺失中元古界。从晚元古代青白口纪进入准地台发展时期，接受稳定型准地台相沉积，在演变过程中，产生一些隆起和坳陷。青白口纪海水入侵，形成滨岸砾屑滩相和海滩——陆棚相沉积。震旦纪至奥陶纪由于隆、坳变迁，海水进退范围时有变化，但中奥陶世以后，全部成陆，长期处于古陆状态。中生代印支运动以来，进入大陆边缘活动带阶段，开创了陆相断（坳）陷的演变历史。侏罗纪以后，发育了东西向颍上断裂，断裂北侧隆起，其南部陷落形成盆地的基底，接受了巨厚的中新生代沉积。晚侏罗纪又由于刘府深断裂的活动，沿断裂形成刘府等串珠状火山岩盆地。经历中新生代的演变，逐渐塑造出近代的地质构造和地貌特征。
二、地层
境内地层为华北地层区淮南地层小区。地层发育主要有上太古界、下元古界、上元古界、下古生界及中生界、新生界。
上太古界分布于北部和中部地区，但出露较零星。由一套区域运动力变质作用形成的片麻岩、浅粒岩、变粒岩、角闪岩、片岩、大理岩等组成，总厚度在6422米以上，遭受了区域混合岩化作用的改造。
下元古界出露于南部山区，由一套浅变质碎屑岩、碳酸岩及泥质岩等组成，总厚度约1172米，变质程度低，未见混合岩化改造。
上元古界分布于南部山区，包括青白口系和震旦系，主要由砂砾岩、石英砂岩、页岩、粉砂岩及灰岩、白云质灰岩、泥灰岩、白云岩等组成，厚度约1890米。
下古生界仅出露于南部山区，包括寒武系和下奥陶纪，主要由灰岩、页岩、砂岩、白云岩等组成，厚度1170—1800米。
中生界零星出露于南部边缘和刘府等断陷盆地带，主要为上侏罗纪和上白垩纪，由砾岩、砂砾岩、砂岩、粉砂岩及火山岩等组成，厚度大于1000米。
新生界大面积出露在中、北部平原和现代河谷地带。主要为第四系，第三系则零星出露于岗地。以河湖相冲积类型为主，其次为山麓相残坡积和火山喷发相沉积。由砂砾岩、砂岩、泥岩、粉砂、粘土以及基性火山岩等组成，厚度可达1300米以上。
三、岩浆岩
境内岩浆岩仅出露于北部和中部，晚太古代蚌埠期的岩浆活动频繁，混合花岗岩呈小岩株群沿基底复背斜轴分布，另有少量中生代燕山中期的闪长岩和燕山晚期的正长岩零星分布。
四、构造
境内前震旦纪变质岩系由于经受多期强烈变形的改造，构造形态极其复杂。基底为五河群构成的复背斜构造，轴向近东西，北翼后期遭受东西向断裂破坏而陷落，被新生界覆盖，南翼岩层倾角变化于30°—60°之间。
南部山区的准地台盖层的褶皱构造为一大型复式向斜，轴向北西西，核部发育一系列正常的次级背向斜，北翼出露较好，岩层倾角均小于30°，南翼遭受断陷破坏被新生界深埋。与褶皱构造伴生的为纵向和横向两组断裂构造发育。燕山期以来发育有北北东向断裂。
现代构造运动主要表现为升降运动为基本待征。凤阳县属淮南地震带北缘，据《中国地震烈度区划图》所示，地震基本烈度为七度。