A bacia de São Luís é uma bacia tipo rift, originada a partir dos esforços tectônicos que resultaram na formação do Atlântico Equatorial. Está delimitada das bacias adjacentes do Parnaíba e de Barreirinhas, pelos altos estruturais Arco Ferrer-Urbano Santos, Alto do Rosário e Arco Tocantins.