烏蘇大地構(gòu)造屬于天山—興安地槽區(qū)準(zhǔn)噶爾—天山褶皺系的一部分。南部山區(qū)為古生代地層，中生代和新生代第三紀(jì)地層沿山前陸續(xù)分布，第四紀(jì)廣泛分布于平原地區(qū)。在地層分區(qū)上，烏蘇市境內(nèi)所出露的地層屬于北天山地層區(qū)依連哈比爾尕小區(qū)和瑪納斯小區(qū)。占全市面積三分之二的平原地區(qū)均為第四紀(jì)覆蓋，無(wú)基巖出露。境內(nèi)巖石除各紀(jì)地層中大量沉積巖夾火山碎屑巖和少量淺變質(zhì)巖外，其余為巖漿巖。巖漿巖以酸性為主，在空間上嚴(yán)格受不同性質(zhì)結(jié)構(gòu)面控制，隨深度不同，粒度亦不同。散見(jiàn)于山區(qū)各處的巖脈有：石英閃長(zhǎng)巖脈、角閃輝長(zhǎng)巖脈、輝綠巖脈、長(zhǎng)英巖脈等。全境的大地構(gòu)造包括兩個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元：平原區(qū)的北部屬于準(zhǔn)噶爾坳陷中的車(chē)排子鎮(zhèn)隆起，平原區(qū)南部及北天山地區(qū)屬于北天山優(yōu)地槽褶皺帶中的烏魯木齊山前坳陷、依連哈比爾尕復(fù)向斜和婆羅科努復(fù)背斜。