L'attuale polesine, l'appellativo significa probabilmente "deposito di melma che finisce per emergere dall'acqua in forma di isolotto", dal punto di vista geologico è di formazione recente. Questa striscia di terra delimitata a nord dall'Adige che segna il confine con il padovano, a sud dal Po, confine con l'Emilia Romagna ad ovest con Melara che segna il confine con la provincia di Verona e ad est dal Delta del Po, è frutto degli apporti alluvionali dei due massimi corsi d'acqua italiani, combinati con l'azione dell'uomo nel corso dei secoli.
L'origine risale a 10-12 milioni di anni fa (Pliocene) quando la pianura Padana era occupata dal mare. Emergevano dalle acque i monti Lessini, i colli Euganei, i Berici e parte della dorsale ferrarese che successivamente sprofondò. Olmi, querce, carpini neri e ontani ricoprivano la zona. La situazione rimase immutata fino alla prima glaciazione (1 milione di anni fa), quando il peso dei ghiacci abbassò ulteriormente il livello del mare. Il corso del Po era più a sud e sfociava all'altezza di Ancona. Ci fu un mutamento della flora e il paesaggio si trasformò in tundra (betulle, pini).
Alla fine dell'era glaciale (10 mila anni fa) la pianura Padana era già formata e lo scioglimento dei ghiacciai determinò l'aumento del livello delle acque.
Il paesaggio polesano attuale si è formato nel giro di poche centinaia di anni e l'azione dell'uomo si è combinata con quella della natura. Importantissima fu la rotta di Ficarolo del 1157 circa e nel 1604 il cambiamento artificiale del corso del Po con il Taglio di Porto Viro che portò alla formazione del Delta attuale.
Po e Adige sono responsabili di alluvioni che hanno colmato le zone più depresse con strati di sedimenti. Molti infatti sono i segni lasciati dall'attività dei fiumi e i paleoalvei, utilizzati anche come percorsi stradali, ne sono testimonianza diretta. Le rotte dei fiumi hanno cambiato il corso delle acque modificando il territorio.