Longpont est situé sur le flanc ouest de la vallée de l’Orge. Le niveau est à 55 m sur la place de la basilique alors que les prés où s’écoule l’Orge sont à 39 m et que la plaine du Champ de Bataille se situe à 77 m.
Le territoire appartient à la zone sédimentaire du bassin parisien dont l’érosion par l’Orge fait apparaître cinq couches géologiques entre la Butte du moulin à vent et le fond de vallée.

• La butte qui culmine à 97 m est constituée de sables du type de Fontainebleau, de couleur ocre qui contenaient autrefois des blocs de grès exploités en carrières.

• De 70 à 60 m s’étend une zone de marnes calcaires dont la frontière passe à peu près par le chemin de la Croix Rouge Fer. Cette couche a une certaine perméabilité. En dessous, les marnes constituées d’un mélange d’argile, de calcaire et de sable, deviennent imperméables quand la proportion d’argile atteint 50 à 75%. Ce sont des terrains favorables à l’apparition de sources de surface qui justifient les noms de terroir des Fontenelles ou des Bonnes Fontaines. Au point de vue agricole, les terrains à l’ouest du chemin étaient faciles à travailler, mais plus secs. Ceux situés à l’est montraient une bonne aptitude aux cultures maraîchères à condition d’être drainés.

• De 60 à 50 m apparaissent des marnes vertes avec des bancs d’argile mélangés de filets sableux surtout aptes aux pâturages.

• Entre 50 et 40 m affleurent des marnes supra gypseuses de couleur blanchâtre.

• Le fond de vallée horizontal est constitué d’alluvions modernes. Ce sont des sédiments de rivière argilo-sableux.