基隆市地質年代大部分屬於第三紀中新世地層，在台灣地質區分上劃歸西部麓山帶，地層富含煤礦砂頁，標準露頭在和平島的大寮層，大部分是塊狀砂岩，少部分頁岩及粉砂岩互層，其為海相地層，常常可發現生痕化石。石底層的標準露頭在，八斗子至番仔澳間，為台灣三個含煤地層中，此層最重要。基隆小部份區域為第四紀台地堆積層，主要由礫石、砂、粉砂混合所堆積，地質與土壤結構鬆散。在基隆港區多為地質堅硬地岩磐，海岸地質構造及地層的延展方向與海岸線垂直。每年在強烈東北季風帶來的波浪侵襲下，質地較弱的岩層易凹入形成海灣，留下堅硬抗風化的岩層突出成海岬。這種差異侵蝕造成此區海岸線強烈地凹凸變化。基隆市西北區山脈隸屬大屯山分支，在東南部山脈卻隸屬於雪山山脈，兩者截然不同。基隆除了多山外，坡度在百分之五以下的平地集中在基隆港口平原與基隆河谷旁之沖積台地。一部份山脈綿延至海邊形成陡峭的海崖，綿延曲折了數十公里。

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