Непосредственно на фундаменте лежит мощный слой известняков и доломитов девонского и каменноугольного периодов палеозойской эры. Они возникли 300 - 400 миллионов лет назад в неглубоком, но открытом море, которое в течение этих двух периодов неоднократно заливало территорию.

В пермском периоде палеозоя и триасовом периоде мезозоя территория в течение 110 миллионов лет была сушей. Шло эрозионное разрушение ранее возникших морских известняков. Формировались глубокие речные долины, и в их местоположении кое-где в Москве заметно отдалённое сходство с современными долинами. Тем не менее, речная сеть будущего Солнцева была в то время мало похожа на современную. Аналог реки Москвы протекал с запада на восток через нынешний посёлок Мещерский по так называемой Главной Московской ложбине, которая теперь погребена под толщей позднейших осадочных пород [Кузьменко и др., 1997]. Небольшие правые москворецкие притоки несли свои воды по территории будущего Солнцева на север. Одному из них соответствует участок р. Сетуни от Орлова до Сукова, но это может быть случайным совпадением. Тем не менее, можно утверждать, что преобладающий современный наклон территории унаследован с этого времени, и местность уже тогда была приподнята над остальной, левобережной, территорией будущей Москвы, то есть наметилась будущая Теплостанская возвышенность.

В юрском и меловом периодах мезозоя (215 - 65 млн. лет назад) море то заливало, то освобождало территорию. Отлагались глины и пески, сносимые с близлежащей суши. Эти близкие к поверхности слои в дальнейшем сильно пострадали в Москве в результате деятельности ледников и рек. Но на Теплостанской возвышенности они уцелели в большей степени, чем где-либо в городе. Днепровский ледник покрыл эту приподнятую территорию чуть менее мощным слоем льда, а Московский ледник частично обтёк стороной. Пески мелового периода (меловые пески) составляют основную толщу Теплостанской возвышенности. Из них образован тот "купол", которым вздымается всё правобережье Москвы и в том числе Солнцево. В некоторых местах эти пески слежались, спрессовались, сцементировались частицами глины. Возник песчаник, довольно прочный камень. Именно эти пески и песчаники сумели впоследствии частично отразить натиск Московского ледника в четвертичный период.

В третичном периоде кайнозоя (палеогене и неогене) море отступило на юг, и территория опять стала сушей. По ней побежали реки, которые либо расчистили от морских отложений прежние долины, либо проложили совершенно новые пути. Возникла речная сеть, очень сходная с современной. В это время на "нашей" территории уже имеется понижение между Солнцевом и Новопеределкином, по которому протекает будущая Сетунь. Заметны понижения, соответствующие речке Сетуньке и её левому притоку близ Попутной улицы. Уже есть водораздел, который отделяет бассейн Верхней Сетуни от бассейна р. Наверашки, вытекающей из прудов в Мещерском.

В четвертичном периоде, который продолжается и сейчас, на территории будущего Солнцева произошли грандиозные геологические события. Со Скандинавских гор несколько раз спустились потоки медленно текущего льда и заполнили большую часть Русской равнины. Ледники принесли гальку и валуны - окатанные обломки северных скал, а также пески, глину, куски известняка, песчаника и другой материал, содранный по пути. Благодаря этому возникли ледниковые, или моренные отложения, которые покрывают поверхность Теплостанской возвышенности и особенно её холмы, то есть большую часть Солнцева. Обычно это принесённые последним, Московским, ледником суглинки с гравием, галькой и валунами (верхняя морена Подмосковья). В валунах этой морены преобладают гранит, диабаз, гнейс, амфиболит, кварцит, кристаллический сланец, то есть дальноприносные магматические и метаморфические горные породы. В нижних частях холмов моренные отложения, как правило, перемыты талыми ледниковыми водами, рассортированы по размеру частиц. Это водно-ледниковые, или флювио-гляциальные отложения. Они залегают в Солнцеве вдоль долин Сетуни и Сетуньки. На склонах самих долин кое-где обнажена также средняя морена Подмосковья, принесённая предыдущим ледником [Кузьменко и др., 1997]. В валунах этой морены значительно больше кремня, известняка и песчаника, то есть осадочных пород, захваченные ледником в пределах Русской равнины.

После отступления последнего для нашей местности ледника (Московского) главными преобразователями местности стали реки и ручьи. Как правило, они проложили себе путь, согласно доледниковому рельефу. Приподнятая местность опять покрылась густой сетью речных долин, балок и оврагов. Но врезаны все эти узкие понижения оказались уже не в меловые, а в четвертичные отложения - ледниковые и водно-ледниковые. Днища долин устланы послеледниковыми речными отложениями - суглинками и песками с гравием и галечником в основании.

Рельеф

В результате всех описанных выше геологических и прочих событий сформировались современные рельеф, гидрографическая сеть, растительный и животный мир Солнцева. Рельеф является одним из важнейших элементов природы, так как предопределяет особенности речной сети, наличие или отсутствие болот, характер растительности и многое другое.

Как уже говорилось, всё Солнцево расположено в пределах Теплостанской эрозионной возвышенности. Эта возвышенность имеет максимальную высоту в районе Тёплого Стана (255 м над уровнем моря и примерно 140 м над уровнем р. Москвы), чем и объясняется её название. Занимая почти всю правобережную часть нашего города, она ступенчато понижается во все стороны от Тёплого Стана. Именно оттуда, с Главного Теплостанского холма, на запад сбегают основные солнцевские речушки - Сетунь, Румянцевский ручей (Родник) и Сетунька. Наиболее высокие участки Солнцева находятся на востоке - у платформы Востряково, к северо-востоку от Солнцевского проспекта и у промзоны близ Румянцева. Здесь высоты переваливают за отметку 190 м над уровнем моря. Самые низкие участки расположены близ рек Сетунь и Сетунька - 150 - 160 м над уровнем моря, хотя основная часть района имеет высоту от 170 до 190 м. Перепады высот, таким образом, составляют не более 40 м, но для территории, где отсутствуют крупные реки, это сравнительно много.

Поверхность Теплостанской возвышенности, как уже говорилось, ступенчата. Абсолютные отметки ступеней - 175 - 180, 190 - 200, более 210 м [Лихачёва, 1990]. Значит, Солнцево занимает, в основном, нижнюю ступеньку возвышенности, её склон, и только часть района поднимается на среднюю ступень.

Прежнее представление, что Московский ледник вообще не сумел преодолеть возвышенность, видимо, ошибочно, но всё-таки лёд покрыл её значительно меньшим слоем, чем другие части Москвы. Поэтому здесь хорошо выражен доледниковый рельеф, и можно сказать, что эта часть Москвы характеризуется наиболее древним рельефом. Это огромный останец доледниковых времён. Долины, овраги и балки почти всегда имеют длинные и пологие придолинные, приовражные и прибалочные склоны, что говорит о длительном процессе их формирования [Лихачёва, 1990].