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Sur le plan géologique, la commune est décomposée en trois parties<ref name="PLU-12">{{Lien web |langue= fr |titre= Rapport de présentation du Plan Local d'Urbanisme d'Orléans, opposable le 23 décembre 2019 - tome 2 | page= 12-13 |site= orleans-metropole.fr |format= pdf |url= http://www.orleans-metropole.fr/fileadmin/orleans/MEDIA/document/urbanisme/plan_local_urbanisme/pluo-001/1-2-0%20-%20Rapport%20de%20presentation%20-%20Tome%202.pdf |consulté le=2 juin 2020|brisé le= 10/11/2020 }}.</ref>{{,}}<ref>{{Ouvrage|langue=Français|auteur1=Charles N.|titre=Guide géologique du Val de Loire. De Sancerre à Saumur|éditeur=Omniscience - BRGM Editions|date= 2015|pages totales=256|isbn=978-2-916097-63-3|lire en ligne=https://www.worldcat.org/title/val-de-loire-de-sancerre-a-saumur/oclc/912299856}}</ref>{{,}}<ref>{{Ouvrage|langue=Français|auteur1=Charles N., Graviou P.|titre=Curiosités géologiques du Loiret|éditeur=BRGM Editions|date= 2016|pages totales=92|isbn=978-2-7159-2633-2|lire en ligne=https://www.worldcat.org/title/curiosites-geologiques-du-loiret/oclc/953073452}}</ref> :
* Lele plateau orléanais, au nord, en rive droite de la Loire, où affleurent différentes formations :
** Lele Calcairecalcaire de Pithiviers (<small>m1CPi</small>) affleurant en bordure de la Loire, et constituant la partie supérieure de la formation du Calcaire de Beauce ;,
** Lesles Marnesmarnes et calcaires de l'Orléanais (<small>m2MCO</small>) principalement sous le territoire ''intra-muros'' orléanais,
** Lesles Marnesmarnes et sables de l'Orléanais (<small>m2MSO</small>) au nord de la commune, qui sont les premiers dépôts du [[Burdigalien]] (de – 20,44 à – {{unité|15.97|millions}} d'années) : des sables essentiellement composés de grains de quartz émoussés, accompagnés de [[feldspath]]s [[kaolin]]isés, de [[silex]] à patine noire et de graviers calcaires particulièrement fréquents à la base de la formation<ref name="NoticeGéo-5">{{harvsp |id= NoticeGéo | Notice géologique 363 N - secteur d'Orléans |p= 5 }}.</ref>{{,}}<ref name="DREAL-89">{{Lien web |id= dreal |langue= fr |titre= Carte des ressources en matériaux de la Région Centre - Élaborée dans le cadre de la révision des Schémas Départementaux des Carrières |auteur= BRGM |date=février | page= 89 |éditeur= DREAL Centre-Val de Loire |site= centre.developpement-durable.gouv.fr |format= pdf |url= http://www.centre.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/annexe3_src_cvl_carte_regionale_des_ressources_en_materiaux.pdf |consulté le=10 novembre 2020}}.</ref> ;,
** Lesles Sablessables et argiles de Sologne (<small>m3-p1SASO</small>), datés du [[Langhien]] supérieur au [[Pliocène]] inférieur, une formation composée de [[sable]]s argileux très grossiers à fins et de lentilles d'[[argile]] verte, pure ou sableuse, qui affleure dans deux petites poches en limite des communes de [[Fleury-les-Aubrais]] et de [[Saint-Jean-de-la-Ruelle]]<ref name="DREAL-87">{{harvsp |id= dreal | Carte des ressources en matériaux de la Région Centre - Élaborée dans le cadre de la révision des Schémas Départementaux des Carrières |p= 87 }}.</ref> ;
* Lala [[plaine alluviale]] constituant le [[lit majeur]] de la Loire, est composée d'alluvions récentes (<small>Fy</small> et <small>Fz</small>), datant de l'[[Holocène]]. Les sables de la Loire sont essentiellement constitués par des minéraux provenant de la désagrégation des roches [[granite|granitiques]] et [[roche métamorphique|métamorphiques]] du [[Massif central]] auxquels s'ajoutent principalement, sous forme de [[Grave (granulat)|gravier]]s et galets, des éléments locaux provenant de l'érosion de roches sédimentaires<ref name="NoticeGéo-1"/> ;
* Lesles limites du plateau solognot, au sud, sous le [[quartier Saint-Marceau]], sont constituées par des [[alluvion]]s plus anciennes, des alluvions de haute terrasse de la Loire (<small>Fw</small>), datant du [[Pléistocène]].
 
Le Calcairecalcaire de Beauce, qui constitue l'assise géologique d'Orléans, est fissuré et donne lieu à des phénomènes [[karst]]iques. Les circulations préférentielles d'[[eaux souterraines]] dissolvent la roche calcaire en profondeur, créant des cavités souterraines et pouvant entraîner la formation en surface de [[doline]]s et de fontis. En octobre 2003, {{unité|704|cavités}} ont été inventoriées sur la commune par le service régional géologique du Centre-Val de Loire ([[BRGM]]), dont un très grand nombre de carrières résultant de l'exploitation ancienne du Calcaire de Pithiviers, qui fournissait des moellons<ref name="NoticeGéo-8">{{harvsp |id= NoticeGéo | Notice géologique 363 N - secteur d'Orléans |p= 8 }}.</ref>{{,}}<ref name="Cavités">{{Lien web |langue= fr |titre= Carte des cavités souterraines localisées sur la commune d'Orléans |site= georisques.gouv.fr |url= http://www.georisques.gouv.fr/dossiers/cavites-souterraines/donnees#/dpt/45/com/45234/page/1 |consulté le=2 juin 2020|brisé le= 10/11/2020 }}.</ref>.
 
Le territoire communal est relativement plat puisque le [[dénivelé]] maximal est de {{nobr|34 mètres}} : l'altitude du territoire varie de {{nobr|90 mètres}} à {{nobr|124 mètres}}<ref name="geoportl"/>{{,}}<ref>Répertoire géographique des communes (RGC) 2015. En 2016, le RGC a été remplacé par la base ''Admin Express'' qui ne comporte plus que l'altitude moyenne de la commune, les altitudes minimale et maximale pouvant être trouvées par un système d'information géographique.</ref>.