Landslag á Seltjarnarnesi er með tvennum hætti, annars vegar holt þar sem berggrunnurinn er grágrýtishraun, hins vegar eiði sem mynduð eru úr lausum jarðlögum.
Berggrunnurinn er byggður upp af hraunlögum frá næstsíðasta hlýskeiði ísaldar og er hluti af svokölluðu Reykjavíkurgrágrýti. Jarðhitaborholur gefa vitneskju um eldri jarðsögu svæðisins.
Undir grágrýtishraununum eru sjávarsetlög, strandmyndanir og jökulberg en neðar eru hraunlög og brotaberg er rekja má til megineldstöðvar sem kennd er við Kjalarnes. Mestur hluti Seltjarnarness er nú hulinn lausum jarðmyndunum og víða má sjá jökulruðning, t.d. á Valhúsahæð. Strand- og fjörumyndanir eru víða áberandi en fjörumórinn á Kotagranda og í Bakkavík er til vitnis um landsig á nútíma. Sérstakt jarðhitasvæði er kennt við Seltjarnarnes, en talið er að þrjú heitavatnskerfi séu undir Nesinu.
Landbrot á Seltjarnarnesi er víða töluvert og öðru hverju hafa orðið töluverðar skemmdir vegna sjávargangs og flóða. Í Básendaflóðinu 1799 gekk sjór yfir Nesið á rúmlega 500 metra breiðu belti. Rannsóknir benda til þess að landsig sé töluvert á Seltjarnarnesi; undanfarin árþúsund hefur það sennilega verið nálægt 0,5 mm á ári.
Gróðurfar
Gróður á óbyggðum svæðum er nú um 1km2 að flatarmáli. Stærstu gróðurlendin eru tún og graslendi en einnig finnast mólendi, votlendi, melar, flög og strandgróður.
Ljóst er að ýmis gróðurlendi sem áður einkenndu bæjarlandið eru nær alveg horfin. Má þar nefna votlendi með mýrum og tjörnum og mólendi.
Innan bæjarmarkanna hafa verið skráðar 140 háplantna, sem er um 32% íslensku flórunnar. Ýmsar tegundir sem áður voru algengar á Nesinu eru nú sjaldgæfar, vegna þess að sífellt stærri hluti af kjörlendi þeirra hefur farið undir byggð. Giljaflækja er eina tegundin á svæðinu sem telja má fágæta á landsvísu. Þess má einnig geta að til eru heimildir um allar tegundir plantna sem lifa á Valhúsahæð.