Rzeźba terenu jest równinna z licznymi dolinami rzecznymi (Widawki, Niecieczy, Pilsi) oraz wydmami. W podłożu pojawiają się gleby rdzawe, płowe i czarnoziemy wykształcone na glinach, piaskach i żwirach pochodzenia rzeczno-lodowcowego. Kotlina wykształciła się prawdopodobnie na miejscu erozyjnego rozcięcia, przemodelowanego przez zlodowacenia plejstoceńskie, podczas których utworzyło się tu zastoisko. W zastoisku osadziły się iły warwowe, co obecnie skutkuje słabą przepuszczalnością gruntu.
Użytkowanie ziemi jest głównie rolnicze, choć duży udział w pokryciu (ok. 40% powierzchni) mają lasy. Występują tereny podmokłe, w tym torfowiska rozwinięte na wytopiskach. Północną część regionu zajmuje Park Krajobrazowy Międzyrzecza Warty i Widawki z torfowiskiem chronionym w rezerwacie „Korzeń”. Na południu funkcjonują Kopalnia Węgla Brunatnego „Bełchatów” oraz Elektrownia Bełchatów. Przemysł górniczo-energetyczny spowodował negatywne zmiany w środowisku, m.in. zaistniał lej depresyjny, co spowodowało konsumpcyjny niedobór wody w okolicy.