Với các đặc điểm cấu trúc như trên, và đặc điểm địa tầng của bể Cửu long, dựa vào các quan hệ bất chỉnh hợp người ta chia cấu trúc bể Cửu Long thành hai tầng cấu trúc chính như sau:
3.2.2.1: Tầng cấu trúc móng trước Kainozoi.
Tầng cấu trúc này được thành tạo bởi các đá móng trước Kainozoi bao gồm các loại đá móng biến chất (phyllit, gabro, gabrodiabaz), các đá móng thuộc nhóm granit như granit, granodiorit, diorit thạch anh. Chúng là các khối nhô cổ ăn sâu vào bồn trũng hoặc các khối nâng ven rìa tạo thành mặt móng cổ gồ gề, phân dị. Ngoài ra còn có các
loại đá móng phong hoá, nứt nẻ. Bề mặt của tầng cấu trúc này gồ gề biến dị mạnh và bị nhiều các đứt gẫy lớn phá huỷ.
3.2.2.2: Tầng cấu trúc trầm tích Kainozoi.
Tầng cấu trúc này bao gồm tất cả các đá được thành tạo trong giai đoạn Kainozoi vàđược chia ra làm 3 phụ tầng cấu trúc. Các phụ tầng này được phân biệt với nhau bởi sự biến dạng cấu trúc, phạm vi phân bố và bất chỉnh hợp.
Phụ tầng cấu trúc dưới
Phụ tầng cấu trúc dưới được thành tạo bởi hai tập trầm tích: Tập trầm tích phía dưới có tuổi Oligocen sớm - Hệ Tầng Trà Cú, phủ bất chỉnh hợp lên móng phong hoá. Tập trầm tích phía trên tương ứng với trầm tích Trà Tân, có phạm vi mở rộng đáng kể, chủ yếu là sét, bột được lắng đọng trong môi trường sông hồ, châu thổ và được giới hạn phía trên bởi bất chỉnh hợp Oligocen - Miocen.
Phụ tầng cấu trúc giữa
Phụ tầng cấu trúc này là các trầm tích của hệ tầng Bạch Hổ, Côn Sơn, Đồng Nai, được lắng đọng trong môi trường rìa châu thổ có tuổi Miocen. Phụ tầng cấu trúc này ít bị ảnh hưởng hơn của các đứt gãy, chúng chỉ tồn tại ở phần dưới, càng lên phía trên càng ít dầu và mất hẳn ở tầng trên cùng.
Phụ tầng cấu trúc trên
Phụ tầng cấu trúc này được thành tạo bởi các trầm tích của hệ tầng Biển Đông có tuổi từ Pliogen đến Đệ Tứ. Phụ tầng cấu trúc này có cấu trúc đơn giản và các trầm tích được phân lớp gần như nằm ngang, gần như không bị phân cắt bởi các đứt gẫy.