三角洲基底为扬子准地台的一部分。喜马拉雅构造运动中断沉降。第四纪新构造运动中，地壳和海平面频繁升降，最后一次大海侵结束后，长江携带的泥沙不断沉积，开始在江口发育三角洲。

由于科氏力的作用，主江流不断右偏，使江口沙群依次并入北岸。红桥期、黄桥期、金 沙期、海门期、北沙期等形成的沙坝、沙洲群，形成今天长江北岸最大的冲积平原城市盐城，以及邗江、泰兴、靖江、如皋、如东、南通、海门、启东诸县地。江口附近的崇明、长兴、横沙等沙岛，也将按此规律并入北岸。江口沙嘴也同步延伸。

北岸沙嘴延伸为今三角洲北界，地面高6米至8米。

南岸沙嘴经江阴、太仓、外冈、马桥一线向东延伸，地面高程4、5米至6米左右，与钱塘江北岸相连后达杭州湾。沙嘴内侧的浅水海湾被淤封成为古太湖的前身。此后浅水海湾不断淤浅，逐渐演变为湖荡罗布、河道交错的低平原。南岸沙嘴外侧滨海地区不断淤积成滨海平原。

三角洲上散布着一系列海拔100米至300米的残丘，大部由泥盆系砂岩和石炭、二迭系灰岩构成，少数由燕山期花岗岩和粗面岩组成。