四溝層分布在恆春西台地東側斜坡上，地質年代約在晚更新世時期，推測年代約不超過20萬年，該層由層理不明顯的藍灰色泥質砂岩或砂質泥岩組成，少有沉積構造。

四溝層的標準出露地點，在恆春鎮四溝里、三溝里與頭溝里。

四溝層是恆春西台地由潮汐流與波浪作用為主的沙洲和沙洲後緣三角洲的沉積環境，轉為藻礁及礁後潟湖環境的產物。四溝層內有保存良好的貝類化石，但其半固結的岩層，常因地震、雨水造成崩坍，使得地層被快速地侵蝕，貝類經過雨水篩選沖刷，因而大量殘存於溪谷上。

此外，頂頭溝、頭溝、三溝的河床上，曾發現哺乳動物化石，但有關哺乳動物化石與地層之間的關係，尚須進行深入研究。