Quá trình hình thành và phát triển bể Phú Khánh gắn liền với sụt lún mạnh mẽ của các đứt gãy thuận thuộc hệ đứt gãy Đông Bắc - Tây Nam trong Kainozoi. Độ sâu tới mặt Moho bể Phú Khánh chỉ nằm ở độ sâu khoảng 18-21 km và có xu thế nâng lên ở phần trung tâm. Vỏ Trái đất bể Phú Khánh là loại vỏ chuyển tiếp căng giãn. Giá trị mật độ trung bình khoảng 2,70g/cm3, tương ứng với vận tốc truyền sóng P là 6,00km/s.