Un indice est dans le nom complet de la colline: «Butte Montmartre». Une butte est une caractéristique d'érosion dans laquelle un bloc de roche résistante recouvre une couche moins résistante. L'érosion de la couche molle en dessous entraîne également l'érosion de la roche la plus résistante par contre-dépouille. Cela peut conduire à une colline isolée dans un environnement relativement plat.

La colline de Montmartre elle-même est constituée de roches sédimentaires relativement résistantes (impossible de trouver quoi exactement, bien que Deffontaines (2005) et De Wever (2002) laissent entendre dans les grès et les schistes) recouvrant des marnes molles et du gypse, qui a été exploité jusqu'en 1860, contribuant également à l'instabilité de la butte (Deffontaines, 2005). L'évaporite-diapirisme, comme le mentionne Spießbürger, aurait donc pu également jouer un rôle.

Deffontaines, B., B. Fruneau, A. Prunier-Leparmentier, A. Arnaud, R. Cojean, E. Pajot, J. Rudant (2005) Instabilité urbaine révélée par DINSAR et SPN Interférométrie: l'exemple du cas «Funiculaire» de Montmartre (Paris, France) . Géoline 2005
De Wever, P., F. Guillocheau, J. Reynaud, E. Vennin, C. Robin, A. Cornée, D. Rouby (2002) Deux siècles de stratigraphie dans le bassin de Paris . Comptes Rendus Palevol