Östersjön är ett ungt hav och ligger helt på kontinentalsockeln. Därför består berggrunden i havsbotten till stor del av samma material som i de närliggande landområdena. Berggrunden har stor betydelse för vad som är kännetecknande för Finlands havsområden.
I Norra Östersjön, och särskilt nära dess kuster, vilar havet på en urgammal berggrund bestående av granit och andra hårda stenarter. Denna kristallina berggrund kännetecknas av långsträckta strukturer, så kallade tektoniska lineament, som är synliga i terrängen. På vissa ställen förekommer i forna tider skapade brottzoner. Svaghetszonerna delar upp berggrunden i mindre partier eller block. Detta kan till exempel ses i det karga och mångformiga landskapet vid Skärgårdshavets och Finska vikens kust.
Situationen är annorlunda i de södra delarna av Östersjön, i de centrala delarna av Bottenhavet och Bottenviken samt vid Finska vikens sydkust. Där täcks den kristallina berggrunden av yngre sedimentära bergarter, såsom kalksten och sandsten, vilka ofta jämnar ut djupskillnader i havsbotten.
Generellt taget är Östersjöns bottnar rätt jämna. Plana områden och bassänger täcker två tredjedelar av havsbotten. Här och där finns dock djupare sänkor, till exempel Landsortsdjupet (459 m), Ålandsdjupet (301 m) och Bottenhavets djupaste del (293 m).
På Östersjöns botten förekommer även andra, mindre havsbottenformationer, såsom dalar och bergåsar, små havshåligheter och smala kanjoner. Dessa finns särskilt i området med kristallin berggrund som gränsar till Finlands och Sveriges kuster.
Ett typiskt drag för havsbottnen kring Åland och Skärgårdshavet är undervattens kanjonerna som följer berggrundens brott- och förkastningslinjer. Bottenhavets och Västra Östersjöns största dalar och raviner ligger också i forntida förkastningszoner i berggrunden.
I norra delen av Östersjön är dalarna och konjonerna i havsbotten som undervattensförlängningar av ovanjordiska älvdalar. Många av dem styr bottenströmmarna och leder syre- och näringsrikt vatten från ett område till ett annat. Till exempel kanjonerna som skär igenom Skärgårdshavet tar hand om vattenutbytet mellan Östersjöns huvudbassäng och Bottniska viken.
I Västra Östersjön och de danska sunden har man kartlagt att undervattensdalsystemen löper i samma riktningar som forntida älvdalar och isälvar.
Östersjöregionen har genomgått flera istider under senaste årmiljonen. Var och en av dem har i sin tur utplånat nästan alla tecken på de varma perioderna mellan istiderna, eller interglacialer. På grund av detta har nästan inga havsbottenavlagringar från tiden före den senaste istiden hittats i havsområdena.
Däremot finns det gott om tecken på den senaste istiden. Rundhäll vid den finska kusten visar spår av slitage av kontinental is. Strandklippor leder ut i vattnet och fortsätter liknande under havsytan. På vissa områden har den kontinentala isen staplat morän. När landet stiger kommer moränformationerna så småningom upp ur havet. I synnerhet i Kvarken finns många långsträckta moränformationer som stigit upp ur havet.
I Östersjöområden med stora sandavlagringar förekommer sandkullar. I Finland finns sådana områden främst i Bottenhavet och Bottenviken.
