W okolicy Suwałk skały podłoża prekambryjskiego występują na głębokości 800-900 metrów.
Na prekambryjskim podłożu krystalicznym leżą skały pokrywy osadowej (ordowik, sylur, trias, jura, kreda i trzeciorzęd). Na powierzchni terenu występują utwory czwartorzędu o maksymalnej miąższości dochodzącej do 215,3 m (Szwajcaria, północno-wschodnia część Suwałk).
W okolicy Suwałk w profilu osadów plejstoceńskich zachowały się gliny zwałowe należące do sześciu zlodowaceń. Między nimi znajdują się osady wodnolodowcowe (żwiry i piaski), zastoiskowe (piaski, mułki i iły), a także interglacjału eemskiego (torfy, piaski, mułki i iły jeziorne).
Obecna powierzchnia terenu miasta ukształtowała się w wyniku procesów zachodzących w okresie zlodowacenia bałtyckiego (Wisły) oraz w holocenie. Rzeźba terenu Suwałk jest wynikiem działalności lodowca w okresie najmłodszego zlodowacenia (zlodowacenia Wisły) oraz erozyjnej działalności rzeki Czarnej Hańczy.