Geológia a geomorfológia územia

Vznik kotliny, ako aj susedných pohorí, možno datovať od jávskeho vrásnenia, ktoré nasledovalo po paleogéne. Predpaleogénne pohoria, vytvorené na tomto území hercýnskym a alpským vrásnením, boli denudáciou zarovnané ešte pred paleogénom. Na denudáciou vytvorené ploché územie transgredovalo starotreťohorné more. V tomto období sa uložili súvrstvia lutétskych numulitových vápencov. Horotvornými procesmi sa súvrstvia zhrnuli do megantiklinál – Fatra, Tatra a Chočské vrchy. Medzi nimi vznikli megasynklinály – Liptovská a Spišská kotlina.
V rámci geotektonických jednotiek je Liptovská kotlina najmladším a najmenejjodolným členom. Dno kotliny buduje centrálnokarpatský paleogén, zastúpený v dvojakom litografickom vývoji. Vo fácií vápenitých zlepencov, brekcií a viac alebo menej piesočnatých zlepencov (vytvárajú bazálnu polohu flyšovým horninám ) V piesočnato-slienitej fácií vystupuje v centrálnejších častiach Liptovskej kotliny. Táto fácia je stratigraficky vyššia a najväčšou mierov sa zúčastňuje na stavbe pôd.
Z celtrálnokarpatského paleogénu kotliny na mnohých miestach vyskytujú mezozoické horniny, ktoré tvoria podložie paleogénu. V Liptovskej kotline sú zastúpené vrchným a spodným subtatranským príkrovom.
Štvrtohory sa značia vo vývoji kotliny striedavé vyrovnávanie nív a ich opätovné rozčlenenie. Výsledkom tejto činnosti je systém riečnych terás a náplavových kužeľov. Kvartérne sedimenty pokrývajú väčšiu časť kotliny. Eluviálne sedimenty sa zachovali len v sedlách alebo na širokých chrbátoch pahorkov. Deluviálne sedimenty sú na flyšových horninách zväčša štrkovito-hlinité, na styku s pohoriami hlinito-kamenité s prímesou balvanov. Vo forme fluvioglaciálnych štrkov vystupujú kvartérne sedimenty len vo východnej časti kotliny. Podobne ako predchádzajúce formy aj táto je zaradená do terás spravidla prekrytých sprašovými hlinami. Riečne náplavy sú viazané na nivu Váhu a nivy jeho prítokov. Z najväčšej časti sú nekarbonátové. Karbonátové riečne náplavy sa vyskytujú len v nivách potokov prameniacich v Chočských vrchoch. Materiál riečnych náplav je spravidla dobre vytriedený a dobre zvodnený. V horných častiach je zahlinený a spravidla pokrytý rôzne hrubou vrstvou náplavových hlín.

Hydrologické pomery

Povodie horného Váhu, do ktorého patria všetky rieky a horské potoky Liptova, má charakteristický vejárovitý systém riečnej sústavy.