Przeważająca w regionie falista wysoczyzna zbudowana jest z gliny zwałowej zlodowaceń środkowopolskich, podlegającej przekształceniom peryglacjalnym, głównie denudowaniu wyniosłości i tworzeniu powierzchniowych pokryw piaszczystych. Dosyć jednostajna wysoczyzna podlegała rozcięciom erozyjnym, którymi odprowadzane były wody lodowcowe i akumulowane były w nich osady piaszczysto-żwirowe. Utworzone w okresie deglacjacji duże niecki wytopiskowe, często podmokłe i zatorfione, wypełnione zostały wskutek akumulacji drobnoziarnistymi osadami. Doliny rzeczne mają szerokie spłaszczone dna, wypełnione piaskami, mułkami oraz torfami.
Mozaikowatość budowy geologicznej jest powtórzona w pokrywie glebowej, gdzie dominują gleby płowe, z mniejszym udziałem gleb brunatnych, wytworzonych z mniej przekształconych glin i gleb rdzawych w miejscach występowania piasków i żwirów. Urozmaiceniem pokrywy glebowej są wąskie zasięgi gleb torfowych i murszowych w dolinach rzecznych oraz znaczny zasięg czarnych ziem w sąsiedztwie Białowieskiego Parku Narodowego, a na południowym wschodzie obszary piaszczystych gleb bielicowych.