Il territorio del Cilento antico è interessato per lo più dalla Formazione di S. Mauro, di età miocenica (ca. 15-20 milioni di anni), formata da rocce prevalentemente calcareo-marmose. Lungo i suoi margini occidentali (tra S. Marco di Castellabate ed Agnone), meridionali ed orientali questa formazione poggia su quella di Pollica, di poco più antica della precedente, e composta da rocce prevalentemente conglomeratico-arenacee. 

Alla destra del fiume Alento, da Vallo Scalo fino alla costa, nel tratto tra Marina di Casal Velino e Acciaroli, si riscontra una terza formazione, la Formazione di Ascea, molto più antica (di età cretacea) e costituita per lo più da alternanze argillitico-calcaree. 

Sedimenti di età quaternaria (0 - 1.8 milioni di anni), prevalentemente di origine marina, sono presenti lungo la fascia costiera tra Agnone ed Acciaroli, nella baia di S. Marco, nel golfo di S. Maria di Castellabate e nella zona di Agropoli. I sedimenti più recenti, di età olocenica (0-10.000 anni), si ritrovano soprattutto in corrispondenza dei fondovalli fluviali e lungo la costa odierna dove formano la spiaggia e le dune recenti ed attuali.