南部平坝、丘陵属于四川台坳川北台陷梓潼台凹，西北部山地属于龙门山-大巴山台缘褶断带龙门山褶断束雁门凹褶束。境内出露地层包括古生界的寒武系（T）、奥陶系（O）、志留系（S0）、泥盆系（D）、石炭系（C）、二叠系（P），中生界的三叠系（P）、侏罗系（J）、白垩系（K），新生界的第四系（Q）、下更新统（Qal）、中更新统（Q2）、上更新统（Q3）和全新统（Q4）。江油市处龙门山褶断带与绵阳帚状构造交接处，龙门山褶断带褶皱和断裂十分发育，尤其北东向最为发育。市境内较大的褶皱有雁门坝倒转背斜、藏王寨向斜（又称藏王