În fundamentul oraşului, la adâncimea de 1.500 metri, se găseşte scufundată marea unitate geostructurala a Platformei ruse, acoperită de depozite sedimentare necutate, de vârsta paleozoică, mezozoică şi terţiară, cele mai noi straturi care alcătuiesc relieful actual fiind de vârsta sarmatică şi cuaternară.
Structurile depozitelor sarmatice (gresii şi calcare oolitiee) reflectă regimul de platformă. Straturile sunt necutate, cu o uşoară înclinare sub 1° de la NV-SE. În zona vetrei oraşului relieful este şi mai nou, el fiind în întregime de vîrstă cuaternară.
Răul Suceava a constituit agentul principal de modelare a reliefului. Structura geologică de platformă, predominant raono-clivală, se reflectă în mod evident în relief prin formarea de creste, văi subsecvente (Scheia, Târgului), văi cu caracter reconsecvent (Suceava) şi prin platouri şi coline cu caracter structural (Zamca, Cetatea de Scaun) şi cu aspect etajat.
Solurile din raza oraşului intră, în general, în categoria celor de silvostepă, solurile cernoziomice levigate fiind specifice zonei. Aceste soluri par o formă relictă, corespunzătoare unei epoci mai secetoase din trecut, dat fiind faptul că sînt soluri tipice de silvostepă. Ele sunt cele mai fertile soluri din zonă, folosite la cultura cartofului, sfeclei de zahăr şi cerealelor.
Pe terasele superioare ale Sucevei se găsesc soluri cenuşii de pădure, cu o fertilitate mai scăzută, în lunca Sucevei există soluri aluvionare, formate din depozite fluviale de pietriş şi nisip, utilizate, în parte, pentru cultura legumelor şi a cartofului.
