Ved Davinde i den sydøstlige del af kommunen ligger et mindre område med bryozokalk fra Danien. Kalken er overlejret af 25‑35 m tykke lag af moræneler, smeltevandssand og -grus fra sidste istid. Som navnet antyder, består bryozokalken af kalkslam og skeletterne af de kolonidannende bryozoer eller mosdyr, som formentlig har dannet store banker på havbunden i ca. 100 m’s dybde.
I resten af kommunen består de prækvartære lag, dvs. de lag, som blev afsat i tiden efter istiderne, af aflejringer fra Paleocæn. De paleocæne lag, som i Odense Kommune ligger i 30‑50 m’s dybde, består af sandet kalk og mergel, der er overlejret af kalkholdigt ler. Lagene blev aflejret i et op til 200 m dybt hav.
Istidslagene, som dækker de prækvartære aflejringer, domineres af moræneler, der blev aflejret af flere gletsjere i sidste istid, Weichsel, og i dag stort set dækker hele kommunen. De fleste steder ligger der smeltevandssand og -grus under moræneleret, og kun i den nordøstlige del af kommunen og omkring Bellinge når smeltevandsaflejringerne op til overfladen.
Langs Odense Kanal kan man desuden finde havaflejringer af sand, ler og grus, som er afsat i tiden efter sidste istid, mens ferskvandsaflejringer som tørv og ler optræder langs vandløbene. Der indvindes grundvand fra lagene af bryozokalk, fra de paleocæne aflejringer samt fra lagene af smeltevandssand og -grus.