Geologi
Det finnes ingen hovedstad, knapt noen by i verden, som innen sine grenser og i sin umiddelbare nærhet har en så variert berggrunn som Oslo. Oslo-feltet er den geologiske betegnelsen på et område som strekker seg fra Langesund i sør til Mjøstraktene i nord. Oslo-feltet er verdensberømt for sine mangeartede forsteininger, sine egenartede vulkanske bergarter og sine bruddlinjer. Også grus- og leirmassene gir et rikt forskningsfelt. I mer enn 100 år har norske og utenlandske forskere kunnet høste erfaring herfra som har hatt betydning for forståelsen av andre lands geologi.
Selve den bymessige bebyggelsen har et underlag av skifer og knollekalk. Kalken danner tydelige rygger i bylandskapet, som Stensparken, Sankt Hanshaugen, mens skiferen ligger i senkningene. I veiskjæringer ser vi disse bergartene som tydelige lag. Skiferen er gråaktig, knollekalken er grå med lyse boller, store som poteter (Halvdan Svartes gate, Stensparken, Frederiks gate, langs Abelhaugen osv.). Opprinnelig var dette lag på havbunnen: forsteinede dyr, fossiler, vitner om det. Havet disse dyrene levde i, og hvor leiren og kalkslammet ble avsatt, eksisterte for 400–500 mill. år siden, i tidene kambrium, ordovicium og silur. Lagenes samlede tykkelse var over 1000 m.
Underst i lagpakken finnes alunskifer, en svart kullholdig skifer, som også inneholder litt uran. I tidligere tider utvant man alun av skiferen. I Sverige har man lenge fremstilt olje av slik skifer. I en periode var årsproduksjonen av brennstoff over 100 000 tonn. I Oslo gir den bare vanskeligheter. Når det kommer luft og vann til, eser alunskiferen, bygninger blir løftet og sprekker, jernrør og vanlig betong spises opp. Store deler av byen står på alunskifer (nedre del av Kongens gate, Møllergata, gårdene i Grensen og Rosenkrantz' gate, Botsfengselet, Geologisk og Zoologisk Museum). Riper man på vanlig leirskifer med en kniv, blir det en hvit strek, mens alunskifer gir svart strek. Alunskiferen og alle lagene over lå opprinnelig flatt på sjøbunnen; senere ble de foldet ved et trykk fra nordvest. Nydelige folder kan sees f.eks. i den fredede skjæringen i Uranienborgveien og i Sognsveien ved Ullevål sykehus. Foldenes lengderygger har nordøstlig retning, hvilket bestemmer topografien i lavlandet og på øyene innerst i Oslofjorden.
Øst for bykjernen, på Ekeberg (og under Akershus) over mot Lillestrøm er det gneiser, granitter osv. av meget eldre dato. De er fra Jordens urtid, prekambrisk tid. Disse grunnfjellsbergartene, som fikk sitt nåværende utseende for omkring 1000 mill. år siden, gir en parallellorientering av daler og rygger i nord-sør retning, noe som er særlig utpreget i Østmarka (Nøklevann, Lutvann, Elvåga).
Åsene nord for byen, Grefsenåsen, Holmenkollen, Tryvannsåsen og tildels Ullernåsen, består av bergartstyper som kan minne meget om granitt. En av dem er kjent verden over som nordmarkitt, den er bl.a. anvendt i stortingsløvene og søylene på Universitetet. Nordmarkitt og de andre beslektede bergartene fra dette området har en gang for 250 mill. år siden, i permisk tid, vært smeltemasser som størknet i dypet. De små forekomstene av jern, kobber, bly og sink som det har vært en viss gruvedrift på, ble stort sett dannet på kontakten mellom kalkfjell og den nordmarkittiske smeltemassen. Noe av smeltene trengte opp til overflaten og fløt utover som lava. Lavabergarter har vi f.eks. i Kolsås og i Nittedal. Sprekker som ble fylt av slike opptrengende smeltemasser, ser vi nå som eruptivganger, oftest 2–3 m brede, enkelte meget bredere. De er oftest mørke og finkornet. Wergelandsgrotten ble hulet ut i en slik gang fordi gangbergarten var god bygningsstein. En gjennomskjærende gang sees også i Uranienborgveien. En rombeporfyrgang kan følges fra øyene utenfor Nordstrand via Tjuvholmen, Frognerparken og Gaustad stasjon til et stykke opp i Vettakollen. Ofte står slike ganger opp i terrenget som rygger i forskjellige retninger. Bare i Ullernåsen–Husebyåsen er det kartlagt bort imot 400 kryssende ganger.
Ellers er det mange utpregede linjer i dette landskapet, f.eks på Nesoddens øst- og vestside, skråningen fra Ljan langs Ekeberg og videre nordøstover, Mærradalen mellom Ullernåsen og Husebyåsen og fortsettelsen i Langlidalen. Alle disse linjene, og flere til, er svakhetssoner i jordskorpen hvor delene på begge sider har beveget seg i forhold til hverandre. Bevegelsene foregikk vesentlig i perm, men når vi en gang imellom har jordskjelv, virker det som det er de gamle «sårene» som blir rippet opp igjen.
Da isen smeltet og trakk seg tilbake fra Oslogryta for 9000 år siden, var landmassen ennå trykket ned av isvekten. Alt som nå ligger lavere enn ca. 210 moh lå dengang skjult av Oslofjordens vann. Isen hadde ført med seg store mengder av sand, som vi nå finner i rygger, f.eks. over ved Linderud, foran Maridalsvannet, Sognsvann og Bogstadvannet. Den senere stigningen av landet kan følges i de leirmassene som ble avsatt. Sletten ved Ullevaal stadion og senere den ved Majorstuen, har vært flat leirbunn i sjøen. Ennå har leiren beholdt noe av saltvannet, men etter hvert som det siver bort, kan leiren forandre karakter, slik at den lett raser ut. Leiren som fyller fjellgrunnens forsenkninger, byr også på problemer ved bygging av hus og tunneler.
Oslo er for en stor del bygd av materiale byen selv har hatt tilgang på innen sine grenser eller i nærmeste omegn. I middelalderen og senere ble kalksteinslag fra kambro-silurtiden brukt dels som bygningsstein f.eks. i kirker, dels som brent kalk. Sement og knust kalkstein har samme opprinnelse. Nordmarkitt eller «grorud-granitt» av permisk alder ble i store mengder kjørt til byen fra åsene i nord for å brukes i grunnmurer, trapper, som vindusinnramming og fortauskantstein. Dette foregikk vesentlig i en hundreårs periode fra ca. 1830. Lavabergarter, også fra perm, blir stadig knust og blandet i asfalt eller betong. Av istidsavleiringene med naturlig sand og grus er det gjennom årene tatt ut store mengder, slik at man nå må hente den langveisfra. Leirmassene avsatt på sjøbunnen mens landet steg etter istiden, var tidligere grunnlag for produksjon av murstein og takstein. Nå leveres lekablokker fra samme råstoffkilde.