Na rozhraní helvétu a tortonu sa pre veľké napätie utvorili veľké a hlboké zlomy, pozdĺž ktorých masív začal klesať. Smer zlomov je SZ-JZ. Keďže zlomy siahajú do veľkých hĺbok, vystupovali po nich strednobázické lávy a začali sa zjavovať aj početné vulkány. Výlevy láv sprevádzali výbuchy a vyvrhovanie plastického vulkanického materiálu. Pokles pevného masívu viedol na našom území k novej tortonskej transgresii mora. Koncom tortonu more ustúpilo, lebo pokles masívu prebiehal na pozadí zdvihu celej geosynklinály, takže vnútorná priehlbina stratila spojenie s Tethydou. Južná časť územia, Ipeľská kotlina, patrí k vnútorným panvám a kotlinám vyplneným sedimentmi. Severná časť je priradená ku Krupinskej planine, vytvorenej vulkanicko-sedimentačnými formáciami. Odlišné látkové zloženie sedimentov a vulkanitov podmienili tvarovanie dvoch morfologických štruktúr: mierne zvlnenej Ipeľskej kotliny a výraznejšie členenej Krupinskej planiny. Do severnej časti územia Veľkého Krtíša zasahuje Krupinská planina. Vystupujú tu hrubo až strednezrnné epiklastické pieskovce, chaotické brekcie, bazálne tufické piesky. V strednej a južnej časti územia, v okolí rieky Krtíš, sú zastúpené fluviálne sedimenty, aleurity, íly, jemnozrné až hrubozrné piesky, eolickodeluviálne sedimenty.

Geomorfológia:
Ipeľská kotlina reprezentuje nížinu. Krupinskú planinu možno označiť ako vysočinu, zaradenú do kategórie nízkych vysočín. Rozhranie medzi nížinou a vysočinou sa u nás pokladá vrstevnica 300m. Územie okresu sa nachádza na rozhraní Ipeľskej kotliny a Krupinskej planiny. Severná časť územia má relatívnu výškovú členitosť od 101 do 108m, teda silne zvlnený až mierne rezaný reliéf. Južná časť územia má relatívnu výškovú členitosť od 31 do 100m, čiže mierne až stredne zvlnený reliéf. Na vývoj tohto územia vplývali v značnej miere zmeny podnebia v pleistocéne. V chladných obdobiach sa dostávalo pôdotokom a zmývaním zo svahom veľa hornín uvoľnených mrazovým zvetrávaním. V teplých medziľadových dobách rieky prehlbovali svoje korytá a prerezávali dná dolín, v ktorých si vyhlbovali nové. Zvyšky dien starých korýt tvoria riečne terasy. Takéto má aj rieka Krtíš. Pretože sa tieto toky premiestňovali na východ, terasové stupne lemujú len pravé strany dolín tokov a doliny tak majú asymetrický tvar. Tieto terasy v pleistocéne pokrývala spraš. Po ľavej strane rieky Krtíš môžeme nájsť zastúpenie profluviálnych sedimentov, náplavové kužele, piesčité hliny a zahlinené piesky. Na základe geologického vývoja sa územie od severu pozvoľne skláňa k juhu. Sklonitosť územia je v priemere 2°. Nadmorské výšky sa smerom na juh zmenšujú a dosahujú hodnoty 250m.n.m. a 237m.n.m. Len jeden vrchol dosahuje nadmorskú výšku nad 300m a je to Babka, 339m.n.m.

Klíma:
Systematické meteorologické pozorovania na území Slovenska sa začali robiť až v polovici 19.st., najmä však po založení Centrálneho meteorologického ústavu vo Viedni a Budapešti. Koncom 19.st. sa začalo s výstavbou zrážkomerných staníc. Patrila k ním aj stanica v Horných Plachtinciach a neskôr aj stanica vo Veľkom Krtíši. Avšak na území mesta nie je vybudovaná komplexná meteorologická stanica. Pre klimatickú charakteristiku slúžia a používali sa aj v minulosti údaje zo stanice v Želovciach, ktorá sa uvádza ako najnižšie položená stanica v nadmorskej výške 154m.n.m. a je len dolnková. Druhá stanica stanica sa nachádza v Dolných Plachtinciach, v nadmorskej výške 208m.n.m. a je ombrometrická.