Припятско-Деснинское полесье занимает территорию, разнородную в структурно-тектоническом отношении, но объединенную общим тектоническим прогибом.
Территория полесья слагается породами различных геологических систем, начиная от древнейшей протерозойской до четвертичной.
Огромные площади в полесье занимают поймы рек. Ширина пойм, несоразмерная с шириной русла водотоков, и незначительная высота их над уровнем рек являются характерной особенностью рек полесья. Притеррасная часть пойм сравнительно более ровная, но изобилует старичными озерами и плоскодонными лощинами — остатками древних исчезнувших озер. Обширные равнинные пространства первых надпойменных террас занимают не только долины рек, но и междуречья многих водотоков.
Вторые террасы, сложенные преимущественно песчаными породами, представляют собой равнины с очень пологими повышениями и понижениями, древними сквозными долинами и более глубоко врезанными, чем на первых террасах, речными долинами.
В полесье преобладают дерново-подзолистые и торфяно-болотные почвы в различных сочетаниях с заболоченными почвами. Обширные пространства занимают в полесье песчаные местности. Различные формы песчаных всхолмлений распространены большей частью вдоль речных долин или в придолинных районах, а также в древних ложбинах стока ледниковых вод.
Грунтовые воды в полесье залегают сплошным горизонтом на небольшой глубине и не имеют сверху сплошной кровли водонепроницаемых пород. Там, где полесье граничит с окружающими его возвышенностями, наблюдается значительный приток в низину поверхностных и грунтовых вод из водоносных горизонтов.
Северная часть Припятско-Деснинского полесья, так называемое Белорусское полесье, относится к территории Белорусской ССР, южное (Украинское полесье) — к территории Украинской ССР. Общая заторфованность Белорусского полесья составляет 18,3%. Низинные торфы составляют 86,4%, верховые — 6,3%, переходные и смешанные — 7,3%. На большей части низины торфяной фонд почти нацело состоит из низинных торфов. Широкое развитие в южной части Белорусского полесья верховых торфяников, распространяющихся далее на юг в Украинское полесье, связано с близким залеганием к поверхности северных отрогов Овручского кристаллического кряжа и с песчаными равнинами надпойменных террас.
В Украинской ССР торфяники полесья составляют 65% всего ее торфяного фонда. В Украинском полесье средняя заторфованность составляет 6%. Преобладающей группой низинных торфяников являются пойменные и притеррасно-пойменные, занимающие собственно пойму или пойму вместе с притеррасным понижением. Вторая группа охватывает торфяники котловин на вторых террасах и междуречьях.
Притеррасные торфяники расположены в понижениях у уступа второй террасы или коренного берега. Долинные торфяники занимают сплошь долины стока ледниковых вод. Резко преобладают низинные торфяники, приуроченные к различным элементам рельефа в поймах рек.
Верховые и переходные торфяники залегают обычно на междуречьях, на вторых песчаных террасах в обширных понижениях сточных и бессточных котловин или системе котловин, или в маленьких бессточных котловинах. В растительном покрове низинных торфяников преобладают травяные (осоковые) и травяно-моховые (гипново- и сфагново-осоковые) фитоценозы. В центральных частях низинных болот в западной части полесья появляются в растительном покрове элементы олиготрофиого типа растительности.
Лесная растительность на торфяниках представлена черно-ольшаниками (в притеррасных частях речных долин), реже березняками (на песчаных террасах и водоразделах). Кустарниковая растительность встречается редко (заросли ивы пепельной в поймах рек).
Низинные торфы чрезвычайно разнообразны по своим ботаническим и качественным показателям. Это главным образом торфы травяной группы. Зольность низинных торфов в пойменных месторождениях достигает 40%, в лёссовых районах полесья она выше. Торфяные залежи просты по стратиграфии. Многослойные залежи встречаются и в речных долинах и на водоразделах; сложены они торфами травяной группы. Иногда в основании их лежит слой слаборазложившегося гипнового торфа. Мощность низинных торфяников в условиях поймы колеблется от 1 до 3 м, в притеррасных условиях от 4 до 5 м, в долинных торфяниках до 6 м, в торфяниках междуречий от 2 до 5 м, в приозерном их происхождении до 10—13 м.
Площади верховых и переходных торфяников составляют иногда несколько тысяч гектаров. Связаны они с заторфовыванием пониженных участков на суходолах и с заболачиванием водоемов, Поверхность их, как правило, плоская. Микрорельеф всех верховых и большинства переходных болот дифференцирован на кочки и межкочечные понижения. Мочажинный комплекс встречается крайне редко на наиболее крупных торфяниках в западной части полесья. Верховые торфяники покрыты растительностью лесного подтипа (сосново-кустарничковым и сосново-сфагновым фитоценозами). Растительность переходных болот представлена мезотрофными лесными и топяными фитоценозами. Верховые торфяники сложены сверху (до 2 м) фускум-торфом, ниже пушицевым и в основании тростниково-осоковым торфами. Характерно, что при верховом ботаническом составе торфы Полесья имеют иногда повышенную зольность (более 7%).