臺北盆地周圍為斷層所夾，係一構造盆地（林朝棨，1957；王執明等，1978）。經過盆地周邊及穿越臺北盆地有數條斷層，由西北而東南依序為金山斷層、新莊斷層、山腳斷層、崁腳斷層、臺北斷層、崙頭斷層（成福斷層）及新店斷層等；其中除了山腳斷層為第四紀所形成的正斷層外，其餘斷層均為第四紀造山運動期間所形成的逆斷層構造。這些斷層構造不但與盆地形成有密切關係，且控制了盆地的外型及盆地基盤的形貌（林朝宗，2001）。
臺北盆地之地層為第四紀現代沖積層所覆蓋；而圍繞臺北盆地之丘陵山麓及台地等地區，則為第三紀至第四紀之沉積岩及第四紀火山岩所構成；自東而西包括有：
(a) 東南側丘陵山地；由第三紀之沉積岩所構成。
(b) 北側火山地帶；由第四紀上新至更新世火山岩構成。
(c) 西側台地；由更新世之頭嵙山地層及紅土台地堆積層等第四紀地層所構成（如圖3.1-2所示）。
    臺北盆地地下含水層以第四紀沖積層為主，第三紀地盤除上新世，風化較強及裂隙較多的地層外，幾乎不含地下水。賈儀平等（1999）將盆地岩盤上方未固結沉積物可以區分出兩個區域之水文地質單位，深處的礫石及砂質沉積物構成本區主要的含水層，而上方則覆蓋著一個以泥質沉積物為主的阻水層（亦即隔水層或拘限層），該層是地層下陷發生的主要來源。

圖3.1-2 臺北盆地之區域地質圖（修改自中央地調所，2000）
註：原始地質圖精度為五十萬分之一地質圖
    本區的水文地質(圖4.2-1)，應受控於古新店溪及大漢溪的沉積，景美及板橋應為目前的地下水補注區，往中和及三重一帶，松山層漸厚，約50~100公尺，形成區域性的阻水層。景美層深度約50~150公尺，是本區的主要含水層(區域性第二含水層)，本層地下水水位以補注區(景美及板橋)最高，約海拔2~8公尺(2001年6月)，向北漸低，以新莊一帶最低，約海拔-11公尺。淺層地下水層主要由透水性甚佳之礫石所組成，厚度從29至128公尺不等，盆地西部地下水層厚度較厚，其透水性極佳。深層地下水層以礫石層為主，與淺部地下水同為深厚的區域受壓地下水。第三紀基盤，為本層的底部。淺層阻水層位於地表下，分布範圍幾乎涵蓋了整個臺北盆地，厚度約介於40~60公尺之間。岩性以泥質沉積物為主，夾有數層較薄之砂層，但砂層多在側向延展時尖滅，故僅構成局部性之次要地下水層。深層阻水層厚度約介於20~50公尺之間。岩性以湖相紋泥層為主，夾有河相泥層及極細砂層，延展性佳。

圖 4.2-1  臺北盆地水文地質剖面 

參考文獻:1.「臺灣地區地下水觀測網整體計畫(81-97年)成果彙編」 
                    2.「臺灣地區水文地質分區特性」，中央地質調查所，民國97年。
                    3.104年度臺北、嘉義、高雄及屏東地區地層下陷監測及分析