Kotlina Raciborska jest zapadliskiem tektonicznym, które powstało na północnym przedpolu Karpat podczas orogenezy hercyńskiej (karbon). Wypełniona jest głównie czwartorzędowymi piaskami i żwirami. Południowa część doliny Odry ma prostolinijny przebieg, który przypomina rów tektoniczny. W dnie doliny o szerokości 4–5 km i głębokości 180–200 m n.p.m., a także na jej zboczach występuje kilka poziomów terasowych. Zostały one utworzone przez rzekę. Powyżej nich rozciągają się wysoczyzny morenowe. Największy wpływ na rzeźbę tego terenu miały dwa zlodowacenia: południowopolskie oraz środkowopolskie.
Ogólnie budowa geologiczna ziemi raciborskiej powiązana jest w dużej mierze z historią geologiczną takich gór jak Sudety, Karpaty, a także Wyżyny Śląskiej. Obszar ziemi raciborskiej uległ wypiętrzeniu wraz z Sudetami w okresie karbonu, a później ulegał systematycznej erozji. Podczas kenozoiku teren ziemi raciborskiej uległ obniżeniu, a następnie został zalany. Po wycofaniu się wody pozostały duże pokłady piasków, wapieni oraz iłów. Powstanie koryta Odry związane jest z ruchami ziemi w późnym trzeciorzędzie. Dwa kolejne zlodowacenia, które nadeszły w plejstocenie spowodowały, że obszar jest bardzo urozmaicony pod względem ukształtowania powierzchni.