Le pays de Bray correspond à un anticlinal du Bassin parisien, ressemblant à un pli peu étendu sur un vaste plateau, avec un flanc nord plus étroit qu'au sud. Cet anticlinal dissymétrique possède une inclinaison de 15° au sud et environ 50° au nord.

Durant le Jurassique, le pays de Bray était une zone de dépression où de nombreux dépôts épais se sont accumulés. Ce n'est qu'au Crétacé supérieur que le bombement s'est amorcé. Au Tertiaire, au moment de la déformation alpine, le soulèvement s'est accentué suivant un rejeu du socle paléozoïque de direction Nord-ouest/Sud-est.
L'anticlinal, ainsi formé, a subi une forte érosion. Les calcaires du Crétacé supérieur et les formations du Tertiaire se sont plus rapidement érodés, révélant alors les terrains du Crétacé inférieur et du Jurassique plus résistantes à l'érosion pour leur composition sableuse et argileuse. Par ces procédés l'anticlinal a pris une forme particulière dite en « boutonnière ». Le tout est limité au nord-est et au sud-est par des escarpements crayeux du Crétacé (Fig. 1).

A. Aillaud d'après François Duchaussois