Alla fine del secolo scorso e lungo i primi anni del novecento, le isole Tremiti furono oggetto di indagini rivolte ad identificare l'età e la natura dei suoli.Varie furono le ipotesi riguardanti il suggestivo problema del più antico continente Adria, legate alle ricerche geologiche, litologiche e tettoniche sul piccolo arcipelago.Fù un periodo molto attivo di studi, durante il quale si gettarono le fondamentà delle conoscenze delle isole Tremiti e si pensò seriamente ad inquadrare nel più vasto ambito scientifico dei rapporti geologici tra la penisola italiana a ponente e la penisola balcanica a levante.Le isole sarebbero state una grande passerella calcarea che avrebbe congiunto il promontorio del Gargano con la Dalmazie e che avrebbe diviso in 2 bacini il mare Adriatico, lasciando a sud, da un lato, la depressione Ionico-Adriatica ed a Nord la fossa Adriatica, che raggiunge la profondità di metri 200 a largo di Ancona.Tutte le roccie costituenti l'arcipelago Tremitese, sono di origine sedimentaria, di emersione, quindi non vulcaniche.Il tavolato di San Nicola, nella sua quasi totale estensione, è formato da una coltre calcarea di vario spessore, dai 3 ai 30 metri, che ricopre e protegge un altro imbasamento dai 15 ai 50 metri di marne giallastre, legate a calcarei marnosi.Le marne, poi, nel complesso sono molto friabili, facili prede delle abrasioni e delle erosioni idroclimatiche. Gli agenti atmosferici, le alerazioni di natura chimica o meccanica, lavorano con la massima velocità lungo questi piani che suddividono le roccie eoceniche. L'isola di San Domino è formata da un'impalcatura di calcare eocenico con le sue linee di stratificazione. Sui calcari eocenici di San Domino poggiano pure altri conglomerati di puddinghe e strati conglomerati di colore rossastro che giungono fino a mare nella zona della grotta del Sale e degli Scoglietti. Sull'isola di Caprara vi sono altre rocce durissime di calcari compatti e spesso piromachi che emettono scintille ai colpi di martello, sono localizzati per lunghi tratti fino alla cala Grande. Molte leptoclasi riempite da calcare alabastrino sono nel versante del Grosso. L'isola del Cretaccio è sostanzialmente un cumulo di marne gialle ruiniformi del Miocene Medio. Sotto l'infuriare degli agenti atmosferici le marne giallastre si sciolgono, colorando il mare e depositandosi sui fondali più chiari. Dalle pareti marnose sporgono nimerose concrezioni ferrose di varie grandezze: le Marcassidi (solfuro di ferro cristallizzato ad ovoidi). L'unica spiaggia, degna di tale nome, è una formazione di dune ad ostacolo che parte dalla cala delle Arene e raggiunge il secondo tornante della camionabile che conduce al paese di San Domino. Vi sono altre formazioni dunari in altre parti delle isole. La sabbia di queste dune è pubescente con granuli di quarzo a spigoli smussati per il lungo dilavamento. I terreni eocenici delle isole Tremiti sono prevalentemente coperti da boschi, quelli meocenici sono spogli di qualsivoglia vegetazione. L'età dei suoli rimonta a 60 milioni di anni fà.