Территория, на которой расположен город, представляет часть зандровой равнины Брестского Полесья с общим наклоном на запад, к месту слияния рек Мухавца и Западного Буга.
Равнина местами нарушается широкими гривами донной морены Днепровского оледенения. Сверху морена прикрыта мощным пластом песков. Иногда гривы сменяются плоскими понижениями, образующими озерные котловины. Кроме того, в пределах равнины встречается много то узких, то широких сквозных долин. Их преимущественное расположение на юго-восток указывает на сток в этом направлении талых ледниковых вод. В целом поверхность равнины приподнята над уровнем моря на 130 - 140 м.
В геологическом отношении город расположен на юге Брестской тектонической впадины, которая является западной частью Русской платформы. Фундамент платформы состоит из кристаллических пород (гранит, диорит, гнейс, габбро).
В окрестностях Бреста имеются весьма крупные запасы глины, гравия, гальки, песка, мела, торфа. Вместе с залежами торфа имеются вивианиты (водный фосфат железа) и болотные железные руды (лимонит). Велико значение и подземных вод, залегающих сравнительно недалеко от поверхности земли.