Na wschodnim skrzydle antykliny występują morskie osady jury środkowej wykształcone jako piaskowce chlorytowe, mułowce, iłowce z syderytami oraz zlepieńce. W rejonie Podczela i Bagicza odsłaniają się w podłożu czwartorzędu osady wapienno-margliste jury górnej (oksford, kimeryd).
Ze strukturą antykliny Kołobrzegu wiąże się występowanie wód mineralnych ujmowanych dla celów leczniczych. Są one, obok wysokiej jakości borowiny, podstawowym surowcem leczniczym decydującym o walorach uzdrowiskowych Kołobrzegu. Należą one do reliktowych wód mezozoicznych, a odnawianie ich zasobów następuje drogą ascenzji wód słonych z poziomu triasowego i cechsztyńskiego wzdłuż linii tektonicznych. Wody te są izolowane od powierzchni i posiadają utrudniony kontakt z wodami infiltracyjnymi. W profilu osadów czwartorzędowych o miąższości 40–50 m występują trzy poziomy glacjalne reprezentujące zlodowacenie Odry, Warty i Wisły. Są to kompleksy glin zwałowych, osadów zastoiskowych i wodnolodowcowych. Najmłodsze gliny zwałowe zlodowacenia Wisły budują wysoczyznę morenową. Powierzchnia wysoczyzny, słabo urozmaicona hipsometrycznie, reprezentuje morenę denną płaską. Większe deniwelacje w obrębie wysoczyzny notuje się w rejonie Zieleniewa i Budzistowa.