渥美半島の基盤は、先進第三系のチャート、粘板岩、砂岩からなる。その上を第四紀更新世中期の渥美累層等の未固結堆積物が覆っている。さらに、渥美累層は、天白原面、福江面を構成する海成の砂礫層と砂層に覆われている。