La région de Saint-Varent se place à la limite entre deux ensembles dont la nature, l’origine et l’âge sont très différents :

 à l’ouest, le Massif armoricain, représenté par des granitoïdes (granites, diorites, gabbros…) et des métamorphites (anatexites). Il constitue les reliques d’une ancienne chaîne de montagnes, la Chaîne hercynienne, qui s’est formée durant le Paléozoïque (entre -380 et -305 Ma) ;

 à l’est, le Bassin parisien, vaste domaine à sédimentation marine durant le Mésozoïque. Il se compose de roches sédimentaires (calcaires, marnes, argiles, sables…) datées paléontologiquement du Jurassique et du Crétacé supérieur.

Les différentes formations géologiques précitées sont localement recouvertes par des alluvions anciennes (Quaternaire) qui forment des placages importants le long du Thouaret, en aval de Saint-Varent, et par des altérites correspondant à des argiles blanches, parfois marbrées (Paléogène - Néogène).