長春市屬天山——興安地槽褶皺區吉黑褶皺系松遼拗陷的東部邊緣,城區下部分布著深厚的白堊系泉頭組,為一套紅色較粗粒碎屑巖(頁巖、泥巖、細砂巖和砂頁巖互層),均為不透水層或含水性極微層,地層深厚(500米尚未穿透),巖層致密,傾角很小(5攝氏度-10攝氏度)。
主要地貌類型為低山丘陵。分布于市區東南部,屬大黑山脈的一部分,略呈東北西南走向,海拔大部分在250米-350米之間,相對高度50米-100米;東部的大頂子山海拔407米,組成的巖石有花崗巖、安山巖等變質巖系;山地丘陵面積在市區內所占面積比重甚微,山地丘陵中有森林,低丘之間有些沖積平原和盆地,為農業區;伊通河出大黑山北麓,從南向北穿過市區東部,在狹口處有修筑水庫的良好條件。臺地平原。城區臺地面積約占總面積的70%,并高出伊通河一級階地10米-20米,地表微波起伏,土質主要由黃土狀土構成,海拔在200米-230米之間,最高壓245米;淺谷谷坡漫長,市區有近80%的地面坡在10度以下。沖積平原。主要由伊通河沖積作用形成,在河流兩岸形成比較寬闊的帶狀平原,面積近30%,地勢低平,海拔多在200米左右;沿河兩岸的低洼部分,汛期常被洪水淹沒,屬河漫灘部分,組成物質多為粗砂或細砂,河漫灘兩側為寬窄不等的高漫灘或一級階地,寬度一般在4公里-5公里間;一級階地高出河床3米左右,其組成物質上部是亞砂土、亞粘土,下部是砂礫層,沖積物厚10米左右;二級階地面積較小,河床兩側可提供建筑用砂;平原上的河跡注地,因多為淤泥質粘土或亞粘土,并夾灰色砂質透鏡體,大多排水不暢,土體抗壓性較差,但在大部分臺地平原上的溝谷系統則成為城市自然排水通道。火山錐體。臺地平原西接松遼分水嶺,系第四世紀更新世末期沿斷裂帶呈地壘式隆起,并有火山活動,因此在長春西南的大電、范家屯一帶,火山錐體突起在波狀平原之上。多由玄武巖構成,是良好的建筑材料。