Oltre due milioni di anni or sono, alla conclusione del periodo pliocenico (quindi alla fine dell'era terziaria), al posto dell'attuale pianura si stendeva una vasta depressione che separava le catene alpine da quelle appenniniche ed era occupata da un bacino marino, diretta prosecuzione dell'attuale mare Adriatico. In conseguenza dell'azione erosiva dei corsi d'acqua che scendevano direttamente dagli opposti versanti in questo mare vennero gradualmente accumulandosi notevoli quantità di materiali alluvionali (ghiaie, sabbie, argille) che ne provocarono il progressivo riempimento. Si formò quindi l'attuale pianura con la sua rete di corsi d'acqua tutti confluenti in un'asta principale rappresentata dal fiume Po. Al loro sbocco nella pianura, i corsi d'acqua, essendo diminuita la loro velocità e quindi la capacità di trasporto dei materiali erosi lungo le valli da cui erano discesi, cominciarono ad abbandonarli con il depositare prima quelli più pesanti (le ghiaie), poi quelli sempre più leggeri (prima le sabbie, poi le argille).
È sulla base di queste sequenze che è possibile distinguere una alta pianura, corrispondente al margine della pianura padana che si attacca direttamente al piede dei versanti alpini e appenninici, costituita in prevalenza da una serie di ampie conoidi, molto appiattite e spesso saldate tra di loro, formate da depositi grossolani (ghiaie) e mediamente fini (sabbie), e, a quote inferiori, una bassa pianura, corrispondente alla sezione mediana della pianura padana solcata direttamente dal Po e costituita prevalentemente da sedimenti fini (argille).
Tra queste due sezioni spesso esiste una zona di raccordo con pendenze più accentuate e non di rado evidenziata da un vero e proprio terrazzo, a volte assai pronunciato. Inoltre, l'alta pianura, proprio per la sua granulometria più grossolana, è generalmente permeabile (e quindi tende a mantenersi asciutta), per cui le acque superficiali e meteoriche vi penetrano in profondità andando a costituire una falda che tende ad affiorare più a valle, in corrispondenza della bassa pianura argillosa e impermeabile, dando origine così a una serie di sorgenti (localmente chiamate risorgive o fontanili) che sgorgano a una temperatura costante (circa 9° - 12° C) per tutto l'anno, favorendo così una intensa pratica irrigua. Esse inoltre risultano allineate lungo una fascia più o meno continua (la cosiddetta linea dei fontanili) sia a nord che a sud del corso del Po.
L'emissione delle acque fu peraltro facilitata, fin dai secoli scorsi, da adeguati interventi antropici per cui queste risorgive risultano facilmente individuabili. Esse infatti si presentano sotto forma di un piccolo specchio laghetto (denominato testa di fontanile) dove ribolle l'acqua che risale dal fondo e in genere protetto da opere in muratura. Da esso si dipartono uno o più canali di deflusso collegati alla rete idrica locale. La temperatura relativamente elevata delle acque dei fontanili, soprattutto nei mesi invernali, favorisce in particolare lo sviluppo dei prati a marcita (pratica diffusa fin dai tempi medievali) che consentono fino a 8 tagli l'anno e quindi una notevole produzione di foraggio.