莫干山的形成完全是地壳运动的结果，与人为活动无关。而西湖的形成，与人工活动密切相关联。

莫干山位于浙江湖州市德清县境内，系天目山余脉，形成于2亿1千万年至6500万年前的燕山期。燕山运动在中国地质史上意义重大，我国中东部的大地构造和地貌轮廓基本上都是在这一时期形成的。燕山期内，由于受到西伯利亚板块、太平洋板块和印度洋板块的共同挤压，亚洲东部地震和火山喷发频繁，熔岩堆积和褶皱隆起形成了丘陵和绵亘的山脉，莫干山即在此时形成。中国西部地貌轮廓的形成则得益于3000万年前的喜马拉雅运动，由于印澳板块向北漂移，撬起欧亚板块，使得这一区域地壳得以抬升，这个过程至今仍未结束。

杭州西湖形成就时间短得多了。根据中国著名地质学家李四光的理论可追溯到四千年前，在这之前，杭州城尚未形成，西湖这片水域向东与大海连成一片，形同一个伸入内陆的浅海湾，浅海湾入口一南一北耸峙着两座小山，形同两个岬角；即今天的吴山与宝石山。浩渺的海浪从两个岬角涌入一直泊及到今天灵隐小和山一带山脚，这也印证了杭州湾的地貌与杭州先民最早居住于小和山，以渔猎为生，航船进出的传说，这应该也是杭州地名的由来吧（古汉语“杭”与“航”相通，意为航行出入之地）。

在这片水域的南面有一条大江，即钱塘江，江水浩浩荡荡日夜不息地东注入海，其入海口正好处于大海与浅海湾的结合部,川流不息的江水将上游的泥沙不断冲刷下来，在入海口却遇到海浪的反作用，便沉积了下来，日复一日，年复一年，在江流与海浪的反复作用下，在两个岬角逐渐形成沙洲，随着时间推移，两边岬角前的沙洲不断向外延伸，最终连为一体，形成平陆，就是现在的上城、下城、江干等区域。这块平陆将伸入岬角内的浅海湾与大海主体分隔了开来，形成一个内陆湖，地质学上称之为“泻湖”，即今天的西湖。