要瞭解臺北盆地的地層與構造，除了探究山腳斷層與上盤陷落區的上部第四系沉積層之外，也應包括周邊高區的地層與構造，因為它們不僅是盆地沉積物來源，也影響沉積體系的特色與作用、以及河系的發育等，它們的地質構造也延伸到陷落區之中，造成不等量的陷落與沉積層厚度的變化，也影響到沉積相的特徵與分布。
就整個盆地與周邊高區的地質與地形來看，林口台地東側崖面是最顯著的線型，也就是山腳斷層沿線（如下圖）。以下我們依據此一構造線型與地層年代分為邊緣高區與盆地2部分，邊緣高區再分為3區，包括 1 .東側及南側第三系地質區；2 .西側第四系地質區，即林口台地；3 .北側火成岩地質區，即大屯火山群，包括觀音火山。
由新北市土城區天上山北眺建物密佈的臺北盆地，最遠方山峰為隔著關渡口相望的觀音山（左）與大屯火山群（右）。觀音山左側即為林口台地，台地坡腳略呈南北一線，即為山腳斷層。視野正前方的翠綠山頭為西部麓山帶的皺褶丘陵。
1.東側及南側第三系高區：西部麓山帶
本區涵蓋盆地東側與南側的丘陵與山脈，從內湖向東南到汐止，再轉西南到樹林一帶。
西部麓山帶是一系列呈東北─西南走向的山嶺和谷地，高度低於1000公尺。它的岩盤以褶曲的第三系沉積岩為主，夾少許火山岩。這些岩盤分布廣闊，不但出露在西部麓山帶，並且潛伏在臺北盆地和大屯火山群之下(王執明等,1978)。
西部麓山帶主要為第三系沉積岩所組成，並為臺北盆地周緣分布最廣之地層，地層特性受岩性及構造影響，也導致容易產生特定之坡地地質災害。
2.西側第四系高區：林口台地
本區約形成一個正三角形，頂點朝西，東側南北向底邊鄰接山腳斷層，西南邊為南崁溪河谷，西北為八里海岸，面向臺灣海峽。台地至高約250公尺，向西北緩降。台地東北角為觀音火山，它的噴發年代與岩石組成都和大屯火山相近，本文將它歸為山腳斷層北段沿線高區的一部份。
組成台地的岩層層態近乎水平，主要是質地疏鬆的下部更新統沉積岩；台地的下部更新統具有從東南到西北的岩相變化。東南部幾乎全由厚層礫石組成，穿插透鏡狀砂岩，是為林口層；西北部則由砂岩與泥岩組成，夾有透鏡狀礫岩，是為大南灣層。林口層與大南灣層呈犬牙交錯的接觸型態。
新北市五股區登林路東南端附近的下部更新統林口層露頭。林口層在此區幾乎全由礫石組成，常見礫徑達1公尺以上的巨礫。視野左上方有二層水平的薄砂層，顯示這些陸相沖積扇沉積物並未發生傾動、也未形成地質構造，仍保留了堆積當時的樣貌。
新北市林口區海岸嘉寶溪口的大南灣層。這些濱海相厚砂岩與厚泥岩互層有發達的層理、質地疏鬆，有豐富的植物碎屑與半淡水到鹹水種貝類化石，也有零星的礫岩透鏡體與漂木化石。
3.北側火成岩高區：大屯火山群
大屯火山群包括觀音山、大屯山、面天山、七星山、磺嘴山等多達50餘座火山，分布範圍從林口台地的東北角，跨過山腳斷層，直到崁腳斷層西北側。這些火山的噴發物幾乎都是安山岩質，以熔岩流為主，也有火山碎屑岩與凝灰岩(Chen et al., 1995; Chen & Lin, 2000; Yang et al., 1994; 陳文山等,2003)。這些火山岩多屬於晚更新世，主要噴發年代在80-20萬年之間(Teng et al., 1992; Wang & Chen, 1990; 曹恕中,1994; 陳文山等,2003)。
臺北盆地：山腳斷層上盤沈陷區
本區大致以上部第四系沉積層覆蓋的範圍為準，約在海拔20公尺等高線以下的平原地帶，面積達240平方公里，從山腳斷層西側開始向東直到臺北斷層(Wu, 1965; 林朝宗、李錦發,1997；陳宏宇、黃奇瑜,2000；劉桓吉等,2000；蘇泰維等,2003)。
關於這些沉積層的岩性地層序統，隨著鑽抵基盤的地質深探井逐年增加，地層分層也逐漸精細，從早期的2層到最近的5層(Wu, 1965; 王執明等,1978；陳文山等,2008；鄧屬予等,1994)，由下到上為板橋層、五股層、景美層與松山層，以及與這4層同時異相的關渡層。
七星山西北側小油坑裂口的下部更新統安山質火山碎屑岩。這些岩層有顯著的層理，由礫徑不一的角礫狀火山岩碎屑組成。裂口有多個噴氣口、噴發現象活躍，顯示下方地殼可能有岩漿庫。
三重二號井196-204公尺深度的板橋層。這些沖積扇相礫石層有基質支持、礫徑不一、淘選不佳的產狀。礫石常有紅黃色風化產狀，基質為黃褐色粉砂質砂層，顯示為再堆積的已風化沉積物，綜合而言，這些保存良好的氧化沉積物顯示堆積環境位於地下水位之上，也屬於氧化環境，顯示為沖積扇中扇以上的區域。
臺北盆地地層劃分表