这里的地质构造是一个大向斜，东部山地地层向西倾斜。盆地地下含水层，是侏罗纪多孔砂岩。含水层上下为不透水层，下层为古生代沉积岩不透水层，上面为白垩纪页岩不透水层。
砂岩含水量来源于降水丰富的东部高地，随着雨水的渗透作用，一部分降水沿渗水层流入盆地中部。由于地势东高西低，水源压力很大，降水可源源不断地向盆地中部运行。透水层成为巨大的地下水“贮存库”，不透水层成为受压很大的承压层。
只要人们在上部承压层凿井、穿眼，地下水就可很快喷出，形成“自流水”。
大自流盆地的东侧是大分水岭，由于受来自太平洋的东南风的影响，降水较多，丰富的雨水沿着隙水的岩层向低洼处渗透在盆底底部凿井，到蓄水层，中部盆地的地面低于地下贮水层水面，再加上水本身的压力，水就可以自动喷出地面。这些水是发展畜牧业的宝贵资源。
