元古代至第四纪地层均有出露。岩性以岩浆岩为主，其次是变质岩。市内有近东西向、北东向和北西向三条断裂带，控制了区内不同时代的地层发育、构造变形、岩浆活动和成矿作用。
水系.咸宁全境属长江水系，长江干流流经咸宁市西北部，是咸宁市与荆州市、武汉市（部分）的界河，咸宁市有长江河段138千米。咸宁河湖密布，全市有246条河流、19个湖泊，主要属富水、陆水、淦水流域，淦水干流亦流经咸宁城区。湖泊主要有西梁湖、斧头湖、蜜泉湖、大岩湖、黄盖湖等。此外，咸宁市境内建有5座大型水库以及18座中型水库，