兰山区境地处泰沂蒙断块的南部，挑战沭断裂带西侧。西部、北部基岩裸露，山前地带均为第四系觉积物覆盖。出露地层由老到新依次为：震旦系、寒武系、奥陶系、白垩系、第三系、第四系。