斷層出露於頭份至竹東之間，呈北東走向；頭前溪南側上盤岩層為卓蘭層，下盤為頭嵙山層。斷層介於北東東走向的新竹斷層與斗煥坪-大平地斷層之間，震測剖面顯示新城斷層垂直位移量約450-700公尺。新城斷層與寶山背斜位在兩條北東東向斷層之間，此斷層－褶皺構造可能是受到斗煥坪與新竹斷層的右移作用造成的扭曲變形構造。

    頭前溪南側形成一系列的紅土河階(Lt1-3)與未紅土化河階(Ft1-2)（圖1）。新城斷層截切頭前溪南岸的河階，並於不同的階地形成高度不等的斷層崖。斷層兩側階地面的高度差為Lt3紅土階地為70公尺，Lt2紅土階地為55公尺，Lt1紅土階地為40公尺，Ft2階地為20公尺。從階地的分布發現因為新城與新竹斷層的活動，形成頭前溪南側河道抬升形成階地，同時也造成河道逐漸向北遷移。