肥城-沂源坳陷、新甫山隆起、大汶口-蒙阴坳陷，四级构造分属肥城凹陷、布山凸起和大汶口-汶阳凹陷。地层属华北型地层沉积。太古界，古生界的寒武系、奥陶系、石炭系、二迭系，新生界的下第三系、第四系均有出露。其中太古界的泰山群主要分布于肥城市北部山地，寒武系、奥陶系主要分布于中部低山丘陵地带，石炭系和二迭系构成了肥城煤田，第四系地层主要分布于肥城盆地和大汶口盆地，少数也分布于山间盆地和沟谷之中。肥城市平原地区土壤多由洪水冲积形成，共有棕壤、褐土、砂礓黑土3个土类，三个土类分别占比为29.37%、68.8%和1.