Tampereen kaupunkiseudun (Tampere, Kangasala, Lempäälä, Nokia, Orivesi, Pirkkala, Vesilahti ja Ylöjärvi) maaperään verrattuna Vesilahden kunnassa on kallioalueita keskimääräisesti. Samoin on moreenia. Moreenin pintalohkareisuus on paikoin keskimäärästä huomattavasti suurempi. Harjuja (jäätikköjokien kerrostamia sora- ja/tai hiekkamuodostumia) on vähän. Vesilahden kunnan alavat maastonkohdat ovat muuhun Tampereen kaupunkiseutuun verrattuna savien peitossa alueellisesti keskimääräisesti. Savien paksuus on monin paikoin suhteellisen ohut. Vesilahden kunnan alueella erottuu osa-alueita, joissa joko kalliomaiden ja moreenin hallitsemat ylävät seudut tai savikoiden hallitsemat alavat seudut muodostavat omia osa-alueitaan. Eloperäisiä maalajeja (sara- ja rahkaturve sekä lieju) on keskimääräisesti.
Kun mannerjäätikkö peitti Vesilahden aluetta, sen jää virtasi ensin suunnasta 300° - 330°. Myöhemmin virtauksen suunnaksi muotoutui 270° - 285°. Virtaavan jään irrottama, kuluttama ja kuljettama kiviaines kerrostui jäätikön pohjalla moreenikerrokseksi. Moreenia on laajalti varsinkin kunnan länsi- ja eteläosien ylänköalueilla. Moreenin pintaosaan on jään sulamisen loppuvaiheessa rikastunut kiviä ja lohkareita yleisesti. Laaksoissa ja muissa painanteissa moreeni on peittynyt laajoilla aloilla sitä nuorempien, hienorakeisten ja eloperäisten maalajien alle. Mannerjäätikön sulamisvaiheessa jäätikön pohjalla virtasi vuolaita sulamisvesijokia, joissa moreeni peseytyi, kivet pyöristyivät ja maa-aines lajittui ja kerrostui sora- ja hiekkamuodostumiksi, harjuiksi. Esimerkiksi Vesilahden Vakkalassa kulkee tällainen harjujakso.
Vesilahden kunnan alue vapautui mannerjäätiköstä noin 11 000 vuotta sitten, mutta jäi siinä vaiheessa vielä muinaisen Itämerivaiheen, Yoldiameren, peittämäksi. Vain muutamien, Vesilahden eteläosassa sijaitsevien mäkien laet jäivät yksinäisinä saarina juuri ja juuri vedenpinnan yläpuolelle. Nykyisin tämä nk. ylimmän rannan taso on kohonnut jo lähes 160 m:n korkeudelle merenpinnasta. Sulamisvesien mannerjäätiköltä kuljettama liete kerrostui tuolloin syvässä vedessä moreenin päälle hienorakeisten maalajien kerrostumiksi, jotka Vesilahden alueella ovat pääasiassa lustosavia.
Kun maa-alueet alkoivat nousta vedestä, ne joutuivat alttiiksi rantavoimien työlle. Varsinkin korkeimmat, ensimmäisinä vedestä nousseet maa-alueet huuhtoutuivat voimakkaasti. Loivapiirteistenkin mäkien moreenikerrostumat kuluivat ja kallioita paljastui. Tämän vuoksi moreenin pintaosa on enemmän tai vähemmän huuhtoutunutta. Mäkien ylemmillä tasoilla pintakivisyys ja –lohkareisuus on tullut selvemmin esiin kun taas alemmilla tasoilla suojaisissa paikoissa moreenia voi peittää ohut vaihtelevan paksuinen hiekkainen tai hietainen rantakerrostuma.
Maankohoamisen vuoksi veden syvyys pieneni jatkuvasti, joten aikaisemmin kerrostuneet savialueetkin joutuivat vähitellen aaltoliikkeen ja virtausten kuluttaville voimille alttiiksi. Matalammilta alueilta kerrostumat osaksi kuluivat, ja ainesta kulkeutui syvemmille vesialueille lisäten painanteissa olevien savien paksuutta entisestään. Sitä mukaa, kun maa nousi merestä, alkoivat maaston alavien osien kosteikot soistua. Nykyinen maankohoaminen Vesilahden seudulla on noin 5 mm vuodessa.
Suurten järvien kehitysvaiheet ovat antaneet omanlaisensa leiman vesistöjen rannoille lähinnä kuluttamiensa rantatörmien muodossa. Tammerkosken synnyn jälkeinen Pyhäjärven tulviminen ja pinnan nousu (noin 7 500 vuotta sitten) väliaikaisesti parilla metrillä jätti jälkeensä rannoille syöpyneitä törmiä. Koska rantojen savikerrostumat monin paikoin ovat ohuita, rantaviivalle paljastui kapeita rannansuuntaisia moreenimaita lohkareineen ja pieniä kalliopaljastumia.
Maaperäkartoissa kallio on kalliota ilman sen kummempaa erittelyä esimerkiksi kivilajien suhteen. Kalliomaana kuvatuilla alueilla kallion päällä voi olla alle metrin paksuinen moreenikerros. Vesilahden kallioperän pinnanmuodot ovat pienipiirteisiä. Kallioalueita on tavanomaisen runsaasti. Yleisesti ottaen kallionpinta on kohomuodoissa vain parin - kolmen metrin syvyydellä. Kallioperän rakenne on osittain määritellyt jäätiköitymisen jälkeisen pohjakuvioinnin, jolle maaperä on kerrostunut. Kallioperän rakenne ei kuitenkaan selitä kaikkea suuntautuneisuutta. Uusien maanmittauslaitoksen laserkeilausaineistosta tehtyjen maanpintamallinnusten mukaan maaperälläkin on pieni osuus suuntautuneisuuden syntyyn lähinnä Vesilahden kirkonkylän - Kurajan alueella.
Moreeni on Vesilahden yleisin maalaji. Se verhoaa kallioperää melko ohuena kerroksena myös muiden, myöhemmin kerrostuneiden, maalajien alla. Moreenin paksuus on yleisimmin 1 - 4 m. Myös kalliomaana kuvatuilla alueilla on moreenia, mutta sen paksuus on alle metrin. Pohjamoreeni on ainekseltaan kivistä hiekkamoreenia, jonka savesprosentti on 1 - 4 %. Moreenin pinta on muinaisissa rantavaiheissa huuhtoutunutta ja yleensä noin puolen metrin syvyyteen asti routimisen möyhentämää. Suurilohkareisin pintakerros ulottuu pinnasta yleensä 0,5 – 1 metrin syvyyteen. Moreenialueiden pintalohkareisuus on Vesilahdella normaalia suurempi, paikoin se vaihettuu jopa lohkareikoksi. Joissakin painanteissa routa on nostellut ja rikastanut lohkareita pienialaisiksi nk. routalouhikoiksi, joissa puutkaan eivät pysty kasvamaan. Moreenin paksuus on tavanomaista suurempi kumpumoreenimuodostumissa. Niitä on eniten Riehun ja Suonojärven välisellä vyöhykkeellä ja siitä lounaaseen. Pienempiä alueita on Inhankulman ja Karstunjärven ympäristössä.
Vesilahden kunnan alueella on osia kolmesta pienestä harjusta eli jäätikköjoen kerrostamasta sora- ja hiekkamuodostumajaksosta. Pohjoisin kulkee Hinsalan pohjoisrannalta Vakkalaan ja etelän Riehussa pieni harju poikkeaa Vesilahden puolella. Karstunjärven kaakkoispuolella vähäinen harjujakso päättyy juuri ja juuri Vesilahden puolella.
Vesilahden alueella rantakerrostumia on hyvin vähän. Pieniä erillisiä rantakerrostuman peittämiä savipainanteita ei ole voitu edes kuvata kartalle. Ne on tällöin yhdistetty ympäröiviin moreenikuvioihin. Syntytapansa vuoksi rantakerrostumien alla saattaa esiintyä hienorakeisia maalajeja, varsinkin notkopaikoissa ja mäkien alarinteillä.
Vesilahden kunnan alavat maastokohdat ovat laajalti hienorakeisten maajajien peitossa. Ne ovat raekoostumukseltaan lähes yksinomaan savea. Savikoita on eniten suurten järvien rannoilla kunnan koillispuoliskossa, Saarikunnasta Vesilahden kautta Vakkalaan. Myös Krääkkiön - Kivilahden seudulla on laajoja savikoita. Alueen savien savespitoisuus on yleensä 40 - 65 %. Hienorakeisten maalajien kerrospaksuus kasvaa yleensä moreeni- ja kalliomaiden rinteiltä notkoihin päin mentäessä. Hienorakeisten maalajien alueille tehtyjen muutamien kairausten perusteella kerrostumien paksuus on yleensä 2 - 6 m ja enimmillään noin 10 m. Savikoiden pinnan muodostaa yleensä 0,5 - 2,0 m paksu kuivahko kerros, nk. kuivakuori. Kuivakuori on yleensä sitä lujempi ja paksumpi mitä korkeammalla savikko sijaitsee ympäristöönsä (ja vallitsevaan pohjavedenpintaan) nähden. Savipelloilla näkee loivapiirteisiä harjanteita ja kumpuja, joiden jollakin syrjällä törröttää siirtolohkare tai paistaa pieni avokallio. Näin arvioiden Vesilahden kunnan alueella on huomattavan paljon 1 – 3 m:n paksuisia savikoita. Savet ovat täällä lustosavia, jotka jäätikön vähäisen sulamisvesitoiminnan vuoksi ovat yleensä kerrostuneet suoraan kallion tai moreenin päälle. Liejusavia ei juurikaan ole.
Suurten järvien kehitysvaiheet ovat antaneet omanlaisensa leiman vesistöjen rannoille lähinnä kuluttamiensa rantatörmien muodossa. Järvien tulviminen ja pinnan nousu väliaikaisesti parillakin metrillä kulutti ja jätti jälkeensä monin paikoin rannoille syöpyneitä törmiä. Koska rantojen savikerrostumat monin paikoin ovat ohuita, rantaviivalle paljastui kapeita rannansuuntaisia moreenimaita lohkareineen sekä pieniä avokallioita.
Vesilahti kuuluu suoyhdistymätyypiltään viettokeitaiden vyöhykkeeseen. Suot ovat syntyneet moreeni- ja kalliomaaston painanteisiin, purojen varsille ja järvien rannoille. Ne ovat usein pienialaisia ja kapeita juotteja. Rämeet ja korvet ovat yleisimpiä suotyyppejä. Laajimmat suoalueet ovat Mantereenrahka, josta Vesilahteen kuuluu sen länsiosa. Lounaassa kallio-moreenialueen suurimpia soita ovat esimerkiksi Saunasuo, Töyräskorpi, Ruskearahka ja Akissuo. Moreeni ja kallioalueen notkelmissa suot ovat pääsääntöisesti rahkaturvetta (St). Soita on ojitettu metsänkasvatusta varten, mutta aikoinaan raivattu myös laajalti pelloiksi siellä missä se on ollut mahdollista. Näin on varsinkin Krääkkiön – Kivilahden alueella, jossa valtaosa soista on saraturvetta (Ct), kuten myös kunnan koillispuoliskon saviseudulla. Liejua tapaa varmimmin kuivattujen ja/ tai umpeenkasvavien vesistöjen alueella, kuten Koskenjokivarren Kortejärvenletolla, Onkemäenjärven länsirannalla, Vuorisjärvellä ja Vassinjoen suistossa.
Aineksensa puolesta vedenhankintaan soveltuvia harjuja on Vakkalassa ja Riehussa. Vesilahden kunnan luokitellut pohjavesialueet sijaitsevat näillä kahdella pienellä harjulla. Vakkalan pohjavesialue on harjulla, joka ulottuu Pyhäjärven Vankunlahteen. Maa-ainesten otto on ollut alueella runsasta ja soraa on kaivettu paikoin pohjaveden pintaan asti. Harjun itäpäästä saatavilla olevasta vedestä osa suotautuisi vedenoton vaikutuksesta Pyhäjärvestä harjuun. Osittain Urjalan puolelle ulottuvan Riehun pohjavesialueen soveltuvuutta vedenhankintaan ei ole selvitetty. Harju on pieni ja osin saven peittämä.
Kunnan maaperä on suureksi osaksi moreeni- ja kallioaluetta. Mäkien väliset laaksot ja notkelmatkin ovat moreenin, saven ja turpeen peittämiä. Näin ollen suurin osa alueesta on vedenläpäisevyydeltään huonosti vedenhankintaan soveltuvien maalajien peitossa. Näille alueille tehtyjen kaivojen antoisuus riittää yleensä vain yksittäistalouksien käyttöön.