Amasya ve çevresi çok farklı jeolojik dönemlerde birbirinden çok farklı ortamlarda gelişmiş kaya toplulukları ile zengin ve oldukça karmaşık bir jeolojik yapıya sahiptir. Bölgede gözlenen kaya birimleri günümüzden yaklaşık olarak ~430 milyon yıl önce oluşmuş ve başkalaşıma uğramış kayalardan günümüzde ovalarda çökelen alüvyona kadar uzanmaktadır.

    Amasya, Sakarya kıtası olarak isimlendirilmiş eski bir kıtanın doğu uzantısını oluşturan Tokat masifinin içerisinde yer alır. Tokat masifi, batıda Çankırı havzası, güneyde Neotetis okyanusunun sınırı, kuzeyde ise Kuzey Anadolu Fayı ile sınırlanır. Bölge, Pontidler olarak adlandırılan ve tüm Karadeniz şeridi boyunca izlenen dağ kuşağının bir parçasıdır.

    Günümüzden ~29 milyon yıl önce Karadeniz dağ kuşağı (Pontidler) yükselmeye başlamış ve devamında Kuzey Anadolu Fayının (~11 my) ve onun yan kollarının oluşmasıyla birlikte bölgenin güncel coğrafyası (akarsular, ovalar ve dağlar) belirginleşmiştir. Bu durumun morfolojik ifadesi havzaların açılması ile havza sınırlarının yükselmesidir. Havzaların zaman içerisinde genişlemesi ve derinleşmesi ile birlikte havza içlerinde kalın bir çökel örtü oluştururken, havza kenarlarında ise eskiden günümüze akarsu ve vadi sistemlerinin ürünü olan alüvyal yelpazeler oluşur. Amasya çevresinde büyük bir alan kaplayan genç havzalar (Suluova, Geldingen, Taşova ve Aydınca ovaları) bu dönemde oluşmuştur ve bunların içlerinde alüvyon çökelmesi hala sürmektedir.

    Bölge jeolojisi Paleozoyik yaşlı dayanıklı metamorfik (başkalaşım) kayalardan havza içlerinde ve akarsu yataklarında oluşmuş güncel zayıf birimlere kadar uzanan geniş bir yelpazede kaya topluluklarına sahiptir. Bu kaya toplulukları arasındaki sınırlar çoğunlukla eski tektonizmaya bağlı olan yapısal hatlar kontrolündedir. Güncel çökeller ise aktif faylarla kesilir. Bölgede yaygın olarak gözlenen ve geniş bir alanda yüzlek veren birimler;

Yeşilırmak Metamorfiti ( Try); Metabazitler ve bunlarla ardalanan fillat, sleyt ve mermerlerdir.

Laçin Metaolistromal Karmaşığı (Try); Yeşilşist fasiyesine özgü mineral toplulukları içerir.

    Bilecik Kireçtaşı (Jb); Birim tabanda genellikle bir veya birkaç metre kalın konglomera veya kumlu kireçtaşı ile başlar ve üste doğru masif kireçtaşına geçer.

    Amasya Formasyonu (Kam); Altta konglomera ile başlayıp, üste doğru karbonat kireçtaşlarına, daha sonrada beyaz, pembe ve kırmızı renklerde, killi, ince ve belirgin kireçtaşlarına geçer.

    Lokman Formasyonu (Klo), Altta konglomera, üste doğru marn ara katkılı, bol bitki kırıntılı bir kumtaşına geçer. Lokman formasyonu içerisinde bulunan fosiller sığ bir denizel ortamı (resif ve delta) belirtmektedir.

Çekerek Formasyonu (Tcek); Kumtaşı, silttaşı ve karbonatlı kumtaşı egemendir.

    Göynücek Formasyonu; Andezit, bazaltik andezit, trakit gibi lavlar ile aglomera ve tüflerdir. Neojen Kırıntılı Birimleri (N); Tabanı kaba bir konglomera ile oluşur. Karbonatça zengin marnlar, silttaşı ve kiltaşlarından oluşur.

    Güncel Birimler (PIQ ve Q); Bu birimler akarsu ova içlerinde, akarsu vadi ve boğazların tabanında ve taraçalarda bulunmaktadır.