La provincia di Asti è costituita quasi totalmente da zone collinari comprese tra i 106 m. s.l.m. di Cerro Tanaro e i 759 m. di Roccaverano: a nord di Asti Basso Monferrato, a sud una successione di colline tra Tanaro e Bormida, Alto Monferrato, Langhe. Dal punto di vista geologico il territorio astigiano fa parte del bacino terziario piemontese con rocce affioranti databili dal Miocene inferiore al Neozoico.

Gli strati generalmente si immergono verso il centro del bacino con una inclinazione che aumenta verso la periferia. Data questa particolare situazione stratigrafica gli affioramenti più profondi e quindi più antichi (Aquitaniano) si presentano a Sud e a Nord della provincia: Roccaverano, S. Giorgio Scarampi, Monastero Bormida, Berzano S. Pietro. Si tratta di depositi marini poco profondi, a volte litoranei, costituiti da banchi sabbiosi e ghiaiosi fittamente alternati a livelli siltosi e marnosi di colore per lo più giallastro.

A sud i rilievi sono più elevati con pendii molto ripidi e valli strette mentre a Nord prevalgono le marne, meno resistenti all'attività erosiva e quindi i rilievi risultano più bassi con profili più morbidi.



Il Langhiano è lo strato sovrastante, costruito da depositi di mare abbastanza profondo, per lo più marne calcaree grigie, e ben rappresentato presso Vesime e Bubbio, Albugnano, Cocconato da rilievi rotondeggianti. Più recente è l'Elveziano costituito da depositi marini poco profondi con strati arenacei e marnosi alternati. Gli affioramenti più caratteristici si trovano presso S. Stefano Belbo, Calamandrana, Canelli e Calosso.

Il Tortoniano è caratterizzato da una facies marnosa grigio-bluastra di deposito poco profondo eccezione fatta per la parte superiore ove si presenta sabbioso, arenaceo o anche ciottoloso. Morfologicamente si presenta con rilievi bassi e dolci pendii dovuti alla presenza di marne facilmente alterabili.

Il Messiniano è una formazione lagunare costituta da marne a fauna tipica, con frequenti lenti di gesso e, alla base, lenti di zolfo. Il paesaggio messiniano si presenta a volte con pendii scoscesi e quasi a picco in corrispondenza degli affioramenti gessosi. Procedendo verso la parte alta della serie, l'inclinazione diminuisce gradatamente.

Il Piacenziano è costituito da un deposito di mare abbastanza profondo con prevalenza di marne argillose grigio azzurre fra le quali raramente si possono notare banchi arenacei. La profonda erosione, esercitata dalle acque del F. Tanaro e dei numerosi affluenti ha messo allo scoperto il Piacenziano alla base delle colline nella zona centrale del bacino. Affioramenti si notano nelle valli presso Rocchetta Tanaro, Rocca d'Arazzo, Azzano d'Asti, Vaglierano ecc.

L'Astiano affiora sovente nei dintorni di Asti dando luogo alle colline che si affacciano sulla valle del Tanaro: si presenta con sabbie caratteristiche generalmente fossilifere con resti di organismi litoranei (Pecten, Ostrea, Balanus, ecc.).

Le sabbie astiane sono permeabili e, di conseguenza, molto pericolose in quanto le acque, penetrando in profondità, raggiungono le marne argillose piacenziane dando origine ad una superficie molto lubrificata che favorisce il generarsi delle frane. Da notare inoltre che l'eccessiva permeabilità provoca aridità alla sommità delle colline, mentre alla base, coll'affiorare del Piacenziano, si hanno numerose sorgenti con conseguente notevole umidità.



Il Villafranchiano è una formazione fluvio-lacustre deposta dai fiumi che, alla fine del Pliocene, discendevano dalle Alpi e dagli Appennini dando luogo a una serie di delta con sabbie e ghiaie a sedimentazione incrociata. Spesso la parte alta delle colline dei dintorni di Asti risulta costituita da depositi villafranchiani, molto erodibili.

Lungo tutte le valli abbondano terreni alluvionali neozoici e recenti su cui si sviluppano rigogliose colture di cereali e foraggi.
Per quanto riguarda l'idrografia sono da ricordare gli affluenti del F. Tanaro: il T. Tiglione, il T. Belbo, il F. Bormida, il T. Borbore e il T. Versa. Tra i corsi d'acqua di minor portata ricordiamo gli affluenti del torrente Belbo: il T. Nizza e il T. Tinella.
In tutta la regione vi sono molti rii con portata esigua. Nell'alveo di tutti questi corsi d'acqua si insediano spesso pioppi e salici oltre alle piante più tipicamente acquatiche. In caso di piogge intense questi alberi agiscono da sbarramento favorendo lo straripamento delle acque e l'allagamento di vaste zone.