Доледниковый рельеф в основных элементах совпадал с современным, однако ледниковый покров существенно повлиял на дальнейшие рельефообразующие процессы и сток. Наибольшее воздействие оказало последнее Валдайское оледенение. Это оледенение было длительным, при отступании ледник задерживался, образуя морены. В период наступления ледника происходило выпахивание территории, в понижениях возникли озера (Вселуг, Стерж, Охват, Пено и др.). Аккумулятивные процессы привели к накоплению моренного материала и к образованию конечных и стадиальных морен. В период отступания ледника возникли обширные зандровые равнины, окружающие почти со всех сторон Валдайскую возвышенность. [11] Важную роль в формировании рельефа, а, следовательно, и стока, сыграли волнообразные деформации земной коры. В настоящее время Главный водораздел, который проходит через Валдайскую возвышенность, не несет на себе самые высокие отметки. Они лежат несколько восточнее его. Рельеф Верхневолжья разнообразен не только по внешним формам, но и по генезису. Валдайская возвышенность к северо-востоку от Осташкова достигает абсолютной высоты 343м. На западе возвышенность обрывается в сторону Приильменской низменности крутым уступом. Если принять во внимание, что эта низменность имеет абсолютные отметки ниже 100м, а у обрыва Валдайской возвышенности абсолютные высоты достигают 300м (гора Каменник – 323м), то величина уступа окажется равной 150 – 200м – редкое явление для Русской равнины. Уступ Валдайской возвышенности рассматривается в качестве карбонового образования, фиксирующего в рельефе появление каменноугольных пород.
Верхневолжье делят на 2 геоморфолого-гидрографические области: Валдайскую и Верхневолжскую равнины. В составе Валдайской области выделяют три района: Западный, Восточный и район Западно-Двинской равнины. [5]
Главную особенность рельефа западной части Валдайской возвышенности составляют широкие массивные моренные холмы с относительной высотой 30-40м. В прошлом это была область активного движения ледника. Он пропахал здесь ложбинообразные понижения, которые затем были заполнены талыми водами и превратились в озера. [7] Ледник надолго задержал эрозионные процессы, здесь они начались позже, чем на остальной территории Верхневолжья. Об этом свидетельствуют неглубоко врезанные речные долины, многочисленные озера, слабо выраженные овраги и балки. Наиболее высокую ступень занимают возвышенные куполовидные поднятия, образующие в геоморфолого-гидрографическом районировании отдельный район Валдайской области – Восточный. Данный район представляет собой территорию максимального распространения Валдайского ледника. Здесь находятся высокие моренные холмы и гряды, имеющие направление близкое к меридиональному (Ильи горы, Оковский лес). Кроме того, встречаются неясно оформленные возвышенности, на которых расположены максимальные отметки территории (343м на Цнинской возвышенности, 341м в верховьях реки Малый Туд). С этих поднятий начинаются притоки Волги, Тверцы и такие небольшие реки, как Цна. На юге Восточного района поднимается Бельская возвышенность. На приподнятых коренных породах расположены высокие плоские холмы, более похожие на плато. Высота их составляет 250-270м. Восточнее выделяется возвышенная моренная равнина – т.н. Ржевско-Старицкое Поволжье. Здесь, как и везде в этом районе, высоко подняты коренные породы – карбоновые известняки, выходящие на поверхность по долинам рек и оврагов. Ржевско-Старицкое Поволжье отличает глубокое эрозионное расчленение (овраги врезаются на глубину 30-50м). Особенностью Ржевско-Старицкого Поволжья являются также ярко выраженные карстовые процессы. [5] Между Бельским поднятием и Ржевско-Старицким Поволжьем в меридиональном направлении протягиваются плоские сглаженные холмы Оковского леса. На левом берегу Волги эти холмы переходят в Ильи и Свиньи горы. Ильи горы резко выделяются в рельефе и образуют малый гидрографический центр, с которого берут начало некоторые реки (например, Тьма, Малая Коша, Итомля и др.). Севернее Свиньих гор на куполовидном поднятии коренных пород находится Цнинская возвышенность. Поднятия этой возвышенности состоят из плоских, неясно оформленных холмов, являющихся водоразделом рек Волги и Мсты. Третий район Валдайской геоморфолого-гидрографической области образует Западно-Двинская равнина. Его средняя высота уступает осальным районам (180-220м). С поверхности равнина сложена прерывистым слоем зандровых песков, из под которых местами выступают невысокие моренные холмы, но большая часть равнины плоская. [7] Итак, Валдайскую геоморфологическую область отличает высокое положение коренных пород и наложенный на них аккумулятивный рельеф, образованный Валдайским ледником. Эта область имеет слабую эрозионную освоенность, здесь проходит водораздел и расположено несколько гидрографических центров. Внутренние различия в области определяются главным образом длительностью присутствия ледника. Западный район наиболее слабо освоен эрозией и имеет самые свежие следы присутствия ледника. Восточный район отличается более плоским рельефом и заметным эрозионным расчленением; он лучше дренирован. Западно-Двинская равнина имеет плоский рельеф и резко выраженные карстовые процессы. Вторую геоморфологическую область ученые назвали Верхневолжской. Она объединяет зандровые низины и морено-холмистые равнины. Ее следует отнести к пластовым равнинам с опущенным фундаментом коренных пород, где длительное время преобладали процессы накопления осадков. Эта область не подвергалась непосредственному воздействию Валдайского ледника, поэтому моренные холмы и гряды сглажены и размыты. Эрозионная освоенность рельефа значительно выше, чем в Валдайской области, однако в тех местах, где шло длительное опускание (Вышневолоцкая низина) уклоны незначительны и территория сильно заболочена. Речные долины в большинстве случаев хорошо разработаны, местами встречается густая овражно-балочная сеть. К востоку и юго-востоку мощность ледниковых отложений падает, но толща осадочного чехла, наоборот, увеличивается. В этом же направлении уменьшается высота территории и все реже встречаются моренные холмы и гряды. [7]
Для рельефа Верхневолжской геологической области характерно чередование зандровых низин и меридиональных полос морено-холмистого рельефа. На западе протягивается Вышневолоцко-Тверская низина, далее идет полоса моренных холмов Калининской и Лихославльской гряд, которые сменяются Волжско-Моложскими низинами. На востоке поднимается вторая полоса моренных холмов и гряд (Горицкая, Кесовогорская и др.). Наиболее крупной по размерам является Верхневолжская низина, которая представляет собой глубокую депрессию дочетвертичного возраста с сетью эрозионных ложбин. Здесь застаивались воды Валдайского и Московского ледников, они сильно сгладили неровности рельефа. Уклоны поверхности выражены слабо. Это очень затрудняет сток и способствует заболачиванию территории. На севере Верхневолжская низина сливается с зандровыми низинами, расположенными по течению р.Мологи, которые слегка заболочены, но в целом хорошо дренированы р.Мологой и ее притоками. Восточнее этих низин проходит полоса холмисто-моренного рельефа, которую выделяют в отдельный Бежецкий район (высоты 220-240м, макс. 268 – Овинищенская возвышенность). Все поднятия Бежецкого района представляют собой краевые ледниковые образования. В большинстве случаев холмы сглажены песками. В настоящее время в формировании рельефа Верхневолжья главную роль играют эрозионные процессы, аккумуляция выражена сравнительно слабо. Это дает возможность предполагать, что роль тектонических поднятий все еще значительна. Эрозионные процессы в известной степени связаны с человеческой деятельностью – увеличением площади пашен, сведением лесов, дорожным строительством. Есть некоторые основания полагать, что тектонические поднятия отдельных участков замедляются, а в некоторых местах их сменили опускания. Однако роль этих опусканий в формировании рельефа пока еще неясна. Между реками Нерлью и Волгой располагается небольшая по площади островная Борисоглебская возвышенность (294м). От Волги на северо-восток протягивается Галичская возвышенность (292м) и менее высокая Даниловская возвышенность (228м), разделенные широкой Костромской низиной.
Почвенный покров Поволжья очень разнообразен. На равнинных участках почвы распространяются в широтном направлении. По мере приближения к Каспийскому морю почвенные зоны приобретают концентрическую конфигурацию. Наряду с зональными типами почв широкое развитие имеют интразональные (интразональность связана с литологией). Основные генетические типы, определяющие структуру почвенного покрова Поволжья: Подзолистые (собственно подзолы и подзолы болотные); Дерново-подзолистые; Серые лесные; Серые лесостепные (серые и темносерые); Черноземы (все их подтипы); Каштановые (темнокаштановые, каштановые, светлокаштановые); Полупустынные бурые почвы; Аллювиальные, солонцы, солончаки и т.д.; Редко встречаются перегнойно-карбонатные и коричневые лесные почвы. [5]