Les falaises du Cap Blanc-Nez exposent plusieurs variétés de craies, en couches superposées et affectées par un léger pendage vers le nord-est. Elles reposent sur les argiles sombres de l'étage Albien visibles sur l'estran et à la base du Petit Blanc-Nez. Entre ce dernier et un peu au-delà du Cran d'Escalles, affleure surtout la "craie bleue" constituée de nombreuses alternances craie-marne de teinte bleutée par la présence de pyrite diffuse. C'est dans cette formation - qui se retrouve en profondeur à Sangatte par le fait du pendage vers le nord-est - qu'a été creusé le tunnel sous la Manche. Quant au Grand Blanc-Nez, il est formé successivement par des craies grises, blanches, noduleuses, marno-crayeuses puis à silex vers le sommet.

Au Cap Blanc-Nez, les craies représentent les étages géologiques Cénomanien et Turonien. Suivant les méthodes de datation, la base du Cénomanien est mesurée à 96 ou 99 Ma et le sommet du Turonien à 88 ou 89 Ma. Il a donc fallu entre 8 à 10 Ma pour déposer ces craies dans la mer qui recouvrait alors une grande partie de l'Europe occidentale. Par ailleurs, comme il existe des périodes où les dépôts sont réduits ou absents, une partie seulement du temps géologique est enregistrée dans les 150 m de craies. Ailleurs (sud-est de la France, Tunisie) les deux étages peuvent atteindre jusqu'à 1 500 m. L'évolution des êtres vivants s'effectuant au cours des temps, la reconnaissance des espèces successives de nano-, micro- et macrofossiles permet de dater les couches qui les contiennent avec une précision voisine d'un quart.

Au Petit Blanc-Nez, le Cénomanien inférieur montre des alternances de 0,5 à 2 m de marne gris-bleu et de craie grisâtre, la partie marneuse s'amenuisant en montant dans la série. De même, au Grand Blanc-Nez, le Turonien supérieur expose des cycles de 0,5 à 1,5 m de craie et de bancs de silex. L'origine de la sédimentation cyclique dans les sédiments pélagiques carbonatés est reliée aux variations climatiques globales. Elles commandent les variations de l'intensité de l'insolation, celles-ci ayant une influence directe sur la production d'algues-coccolithes et donc sur la quantité de dépôt crayeux (plus d'insolation = plus de craie ; moins d'insolation = plus de marne ou plus de silex). Les cycles astronomiques (dits de Milankovitch) sont de trois ordres : environ 20 000 ans (une alternance marne-craie ou silex craie), 100 000 ans (faisceau de cinq alternances), et 400 000 ans (très stable depuis les dernières centaines de Ma). En Angleterre, il a été compté 212 alternances pour le Cénomanien (en ne retenant pas les hardgrounds qui représentent les arrêts momentanés de sédimentation), soit environ 4,5 Ma pour l'étage, ce qui correspond à la durée mesurée par les méthodes radiométriques. Ainsi, quand il y a des alternances, on peut maintenant mesurer le temps géologique à 20 000 ans près.

Modifié par A. Aillaud et F. Graveleau, d'après F. Robaszynski et F. Amédro dans "Des roches aux paysages"