Inför bygget av Citytunneln har jordlager och berggrund undersökts noga. Genom att ta reda på rådande bergförhållanden har läget för tunneln kunnat bestämmas för fullgod stabilitet. Det har också varit viktigt att klara ut hur vattenförande de olika lagren är så att omfattningen av grundvattensänkningen kan bestämmas. Olika typer av undersökningar visar också om det finns risk för sättningar i intilliggande byggnader eller skador på växtligheten.
Jordlagren längs tunnelsträckningen är oftast mellan 5 och 20 meter djupa. De tjockaste lagren finns vid den sydöstra delen, vid Lockarp. I norra delen av Malmö, exempelvis vid
Malmö C, finns fyllningslager, bland annat som följd av att havsområden och gamla kanaler fyllts igen. Fyllningen består mestadels av sand och morän. Under fyllningen i de norra delarna finns lösa skikt av lera och torv vilka kan ge upphov till sättningar.
Berggrund
Berggrunden i Malmöområdet kan delas in i tre skikt. Överst ligger Köpenhamnskalksten, sedan bryozokalksten och längst ner finns skrivkrita. Skrivkritan finns på betydligt större djup än själva tunneln. Tunnlarna borras på den nivå där det finns bryozokalksten.
I Malmöområdet är Köpenhamnskalkstenens tjocklek upp till 8 meter. I Köpenhamnskalksten förekommer betydande mängder av flinta, en mycket hård bergart. Lagret har omfattande sprickbildning som gör berget kraftigt vattenförande.
Bryozokalkstenen återfinns ända ner till mellan 50 och 60 meter under marknivån och är oftast mindre vattenförande än Köpenhamnskalkstenen. I dess översta del är den dock oftast uppsprucken. Norr om Triangeln är bryozokalkstenen något mer vattenförande. Köpenhamnskalksten saknas lokalt, till exempel i Holma.
Grundvattenförhållande
I de norra delarna av Malmö ligger grundvattennivån i kalkberget nära vattennivån i Öresund, det vill säga nära ± 0 meter. Grundvattenytan följer topografin och ligger därför högre i högt belägna områden, exempelvis i sydöstra delen av Malmö. Grundvattennivån i jordlagren ligger normalt något högre än i kalkberget. I de områden som berörs av Citytunneln varierar grundvattenytan från 1 till 7 meter under marknivån.
Ytvattenförhållande
I Malmös centrala delar sker en ytlig dränering till stor del via dagvattennätet som leder ut i Malmös kanaler. Längs tunnelsträckningens södra delar riktas dräneringen väster ut mot Öresund via jordbruksdräneringar, diken och en stor dagvattenledning. De östra delarna av Malmö dräneras via Risebergabäcken ut mot Segeå.