耆老說古早時代的大肚山，其東邊是個大湖泊叫「水裡海」，
西邊是大海，大海岸邊有個港口叫「水裡港」。
地質學家說，台灣最早是由大陸板塊與菲律賓板塊衝擊浮出的，
就是目前的中央山脈，後來在大陸板塊與中央山脈間幾次的火山爆發，
讓澎湖群島浮出海面，火山熔岩堆積至中央山脈西邊，
也就是目前台灣西邊一連串的頭嵙山台地，
這一串台地由北至南有林口、桃園、火炎山、后里、大肚山、八卦山等台地。
從中央山脈隨水流下的土石慢慢填平了台地與中央山脈間的海，
漸漸變成湖，再變成目前的盆地。從大肚山頂往大肚華山路途中，
台中港路上與弘光大學附近都可以看到被切開的山脈，被切開的山脈離地面二公尺
以下全都是大大小小的鵝卵石、鵝卵石中參有很多火山岩，如龜文石等。
地面約一、二公尺的紅土是已被風化的鵝卵石，
這就是典型的頭嵙山地質，台灣西海岸邊的台地都是如此。
大肚山，在地理學上被歸為「臺地」，故又稱大肚臺地。
位於臺中市的臺地地形，南北夾於大甲溪和大肚溪之間，面積約145平方公里。
就行政區域而言，包括臺中市西屯區、南屯區、清水區、神岡區、大雅區、
沙鹿區、龍井區、大肚區及烏日區一帶。
大肚山又名「大度山」，為東海大學曾約農校長更名，在年代較早旅遊書可見得。
而文獻上則多數採用原本的大肚山，其名取自巴布薩、洪雅等平埔族建立的大肚王國。
早期漢人未開墾前是平原周圍的一片綠林地，今日的大肚山因為鄰近台中都市圈，
已整山全面開發，與往昔的自然景象差異甚大。
大肚臺地的地質主要是紅土堆積層、頭嵙山層。
紅土堆積層分布於表層，為紅土層、礫石層構成，少有砂岩夾於其中。
頭嵙山層分布於下層，多數為礫岩構成，少數是以砂岩、頁岩構成。
大肚臺地上的溪坑從頂部向四周輻射，其中分佈在西坡的較多。
大肚臺地西側山麓有斷層經過，除了屯子腳斷層呈東北－西南走向，
清水、橫山、南勢、龍井等四條斷層皆呈南北走向，
因此從龍井、沙鹿、清水等地可見得斷層崖。
大肚臺地因為地勢突出，
從大肚臺地的至高點如望高寮或者是臺中都會公園等地，
向東可眺望臺中市中心的天際線，向西可俯瞰海岸平原、臺中港，
向南可遠眺大肚溪對岸之彰化縣伸港、和美等地，
居高臨下，視野可謂寬廣。
