Геологическое строение района обусловлено строением сводовой части Воронежской антеклизы.
Выделяются два структурных этажа - нижний представлен породами архея и протерозоя, образующими складчатый фундамент и верхний этаж, сложенный осадочными образованиями палеозоя, мезозоя и кайнозоя.
Породы кристаллического фундамента разделяются на два комплекса - архейский (AR) и нижнепротерозойский (PR).
Архейский комплекс (AR) сложен Обоянской и Михайловской сериями. В составе Обоянской серии выделяются гнейсы, плагиогнейсы. Михайловская серия представлена в основном метабазитами.
Нижнепротерозойский комплекс (PR) образован осадочно-метаморфическими породами Курской (сланцы, рудные и безрудные кварциты, песчаники, алевриты) и курбакинской (кварцевые порфиры, туфогенные песчаники, сланцы) серий.
На породах фундамента почти повсеместно развита кора выветривания мощностью 10 - 15 м. Выше по разрезу залегают палеозойские отложения среднего и верхнего девона и нижнего карбона (юго-запад описываемого района).
В разрезе среднего отдела девона выделяются живетский ярус с ряжской и мосоловской толщами и воробьевскими слоями.
Ряжская толща сложена разнозернистыми песками мощностью до 30 - 38 м.
Мосоловская толща мощностью от 0 до 10 - 20 м представлена преимущественно известняками с прослоями глин и песчаников. Трещины в мосоловских известняках, как правило, заполнены глиной.
Воробьевские слои , завершающие разрез среднего отдела девонской системы, представлены глинами с прослоями алевритов и известняков. Их максимальная мощность не превышает 10 - 20 м.
Верхний отдел девонской системы, представленный в районе франским ярусом , содержит в своем разрезе только часть уцелевшего от размыва швентонского горизонта, который слагается аргиллитоподобными глинами с тонкими прослойками известняков, алевритов и аргиллитов. Мощность отложений изменяется от 0 до 5 - 10 м.
Юрская система (J). Отложения юрской системы залегают на размытой поверхности девонских отложений, а местами непосредственно на кристаллических образованиях архея и протерозоя. Представлены отложениями юры средним и верхним отделами - батским и келловейским .
Батский ярус имеет широкое распространение, сложен тонко и мелкозернистыми песками, часто с обуглившимися растительными остатками, прослоями глин, алевритов, песчаников, бурого угля. Мощность отложений колеблется от 3 до 38 м.
Келловейский ярус в пределах района имеет повсеместное распространение и залегает на размытой поверхности отложений батского яруса. Келловейские отложения представлены темноцветными, плотными карбонатными глинами мощностью 20 - 42 м.
Меловая система. Нижний отдел .
Неокомский надъярус сложен темно-серыми песчаными глинами с прослоями песка и песчаника готеривского и баремского ярусов. Мощность 8 - 12 м.
Аптский ярус представлен в основном тонкозернистыми песками с прослоями глин и алевритов. Мощность 4 - 16 м.
Альбский ярус распространен повсеместно, сложен серыми, зеленовато-серыми разнозернистыми песками с прослоями песчаников и грубозернистыми песками. Мощность от 10 до 28 м.
Верхний отдел . Сеноманский ярус имеет повсеместное распространение, представлен зеленовато-серыми мелко- и среднезернистыми песками с желваками фосфоритов. Мощность колеблется от 6 до 10 м.
Туронский ярус имеет развитие в западной части района и на водоразделах, представлен однородной толщей писчего мела мощностью до 14 м.
Сантонский ярус приурочен к водораздельным частям района и сложен грязновато-белыми мергелями мощностью до 62 м.
Четвертичная система (Q). Отложения четвертичной системы представлены тремя генетическими комплексами:
1. Нерасчлененные отложениями перегляциональной зоны . Распространены на водораздельных участках и на склонах, представлены суглинками, супесями, песками и глинами. Отложения залегают на мергелях сантонского яруса, перекрываются толщей суглинков делювиально-пролювиального генезиса.
Мощность отложений на водоразделах не превышает 20 м, на склонах составляет 0 - 5 м.
2. Делювиально-пролювиальные накопления у подножий склонов залегают в виде шлейфов в днищах балок, у подножий склонов и террасовых уступов. Состав отложений достаточно пестрый с преобладанием песков и суглинков. Общая мощность отложений порядка 7 - 10 м.
3. Образования аллювиального (aQ) генезиса развиты в долинах рек и представлены алевритами, песками различного гранулометрического состава и суглинками.
Подземные воды в районе приурочены к четвертичным, меловым, юрским, девонским отложениям и извержено-метаморфическим образованиям архея и протерозоя.
Современный аллювиальный водоносный горизонт развит в долинах рек, ручьев и балок. Особенно широкое развитие он имеет в долине р. Сейм, имеющей ширину поймы 3 - 6 км. Водовмещающие породы - пески разнозернистые с преобладанием мелкозернистых, супеси.
Воды горизонта безнапорные, уровень их располагается в данном районе г. Курска на абсолютных отметках 154 - 155 м. Практически повсеместное отсутствие водоупорной кровли делает их уязвимыми по отношению к загрязнению различного вида.