本隧道穿越无量山山体，山脊呈北东-南西向展布，属构造剥蚀中山地貌，地形起伏较大，自然坡度20-50°。穿越的地形主要为白垩系上统勐野井组（K2me)泥砾岩、泥岩夹砂质泥岩，白垩系上统虎头寺组（K2h）砂岩夹粉砂岩，白垩系下统南新组上段（K1n2）紫红色泥岩夹细砂岩；岩体风化强烈、结构破碎。K148+400~K148+800段覆盖沟谷处覆盖第四系残坡积层（Q4el+dl)粉质粘土夹碎石，厚度较大；其余地段地表大都基岩出露，仅沟谷处覆盖第四系残坡积层（Q4el+dl)粉质粘土夹碎石及冲洪积层（Q4al+pl)卵石土，厚度较薄，分布不均。
隧道进洞口围岩以黏土及泥岩为主，黏土呈可塑状态；泥岩为强-中风化，岩体破碎，呈土状、碎块状，围岩以碎石、碎块状松散结构，洞室开挖易产生坍塌及诱发坡体失稳，故成洞条件较差。岩土体富水性弱，但地表水丰富，开挖时可能存在较大量的淋雨状或流状出水现象，需加强超前地质预报及防水、排水措施。
