La géologie est la science qui étudie structure et l'évolution de la lithosphère. Cette dernière est composé du manteau supérieur terrestre, des croûte océanique et continentale et de la couverture sédimentaire.

Le sous sol du département du Nord est composé en majeure partie de sable et d’argile datant du tertiaire et quaternaire avec quelques poches composées plutôt de craie blanche du Crétacé. Dans la construction, cela se traduit par l’utilisation massive de la brique et de la tuile dans les Flandres, Pays Lillois et Douaisis-Valenciennois, et par l’utilisation de pierre calcaire plus au sud (la craie blanche dans le Cambrésis et la pierre bleue en Sambre-Avesnois).