市境地质构造处于全国东部新华夏系构造第三个一级隆起带的南西段，西部为武陵山二级隆起带的南段，东南部为沅麻盆地二级沉降带的西缘，呈北北东——北东向展布，由一系列皱褶和断层组成。
吉首市境地貌以中低山和低山地貌为主，面积占全市面积的80%，西北高，东南低，呈中山、中低山和低山三级梯降，西北部和东南部地势高差824米。山脉呈带状平行排列，西部
、西北部为中山，高峰重峦，山大坡陡，悬崖峭壁，山脉北东、北北东走向。西南部为低山，山脉北东、北北东走向。东部、东南部为红岩低山，山峰丛丛，岭峪交错。中部为较开阔的盆地，平、丘、岗地貌发育。吉首城区地貌属于低山、丘、岗、平地区，地势较平坦，四周山坡平缓。乾州地势较开阔平坦，呈盆地状，四周为低山、岗、丘。市境岩溶地貌发育，溶沟、漏斗、落水洞等岩洞形态典型，发现的较大溶洞有69个，其中查明基本情况的有56个，总长18578米、平均宽11.5米、平均高9.5米，总面积18.58万平方米，可利用面积13.92万平方米。
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