這裡的地質構造是一個大向斜，東部山地地層向西傾斜。盆地地下含水層，是侏羅紀多孔砂岩。含水層上下為不透水層，下層為古生代沉積岩不透水層，上面為白堊紀頁岩不透水層。
砂岩含水量來源於降水豐富的東部高地，隨著雨水的滲透作用，一部分降水沿滲水層流入盆地中部。由於地勢東高西低，水源壓力很大，降水可源源不斷地向盆地中部執行。透水層成為巨大的地下水“貯存庫”，不透水層成為受壓很大的承壓層。
只要人們在上部承壓層鑿井、穿眼，地下水就可很快噴出，形成“自流水”。
大自流盆地的東側是大分水嶺，由於受來自太平洋的東南風的影響，降水較多，豐富的雨水沿著隙水的岩層向低窪處滲透在盆底底部鑿井，到蓄水層，中部盆地的地面低於地下貯水層水面，再加上水本身的壓力，水就可以自動噴出地面。這些水是發展畜牧業的寶貴資源。
