Поверхность Порховского района преимущественно равнинная. Эта равнина понижается от центра района к его периферии, особенно к северу и северо-западу. Местами на равнине наблюдаются поднятия в виде пологих гряд и холмов; больше их в средней и южной частях района. Северные участки имеют менее пересеченный рельеф. Значительное расчленение поверхности создает довольно густая сеть речных долин (рек Шелони, Узы, Демянки, Белки, Черехи и др.).

К северо-востоку от Порхова долина реки Шелони, сильно расширяясь, образует продольное понижение, лежащее не выше 60 м над уровнем моря.

Средние высоты на территории района колеблются от 80 до 150 ж над уровнем моря. Относительные превышения холмов и гряд над прилегающими равнинами составляют не более 20—30 м.

Наибольшие поднятия (230—239 м над уровнем моря) отмечены на юге района, в области конечно-моренных гряд; относительные высоты холмов доходят здесь уже до 40—60 м. Форма холмов обычно куполообразная с довольно крутыми склонами (22—25°). Холмы образовали гряду, вытянутую с запада на восток (Красное Сосонье — Махновка).

Славковская равнина занимает юго-западную часть района. Это область донно-моренного ландшафта. Рельеф этой части отличается общей сглаженностью. Только кое-где (Шемякино, Шмойлово, Шишлово) встречаются небольшие камовые гряды высотой 8—15 м. Вся равнина имеет небольшой уклон к северу. Депрессии заняты зарастающими озерами или торфяниками.

В геологическом строении и формировании современного рельефа территории важную роль играют палеозойские породы и четвертичные отложения. Из палеозойской толщи на современную природу наибольшее влияние оказывают отложения верхнего девона. Они представлены слоями (горизонтами) франского яруса. На значительной части района (бассейны Шелони и Черехи) под четвертичными отложениями залегают шелонские слои (выветрелые зернистые известняки и подстилающие их серо-голубоватые и зеленые глины).

Современный рельеф района, в основном, сформирован ледником и послеледниковыми отложениями.

На территории Порховского района выделяются пять геоморфологических участков:

1) Южный холмисто-озерный; 
2) Славковская равнина; 
3) Логовинско-Ясенский с холмисто-моренным и камовым рельефом; 
4) Центральный (Порховско-Туготинский) - со слабоволнистым сглаженным рельефом ледникового и водно-ледникового происхождения; 
5) Северный (Павский) - плоская равнина с небольшими всхолмлениями в районе села Павы.

Кристаллический фундамент на территории района погружен на глубину 785—830 м. На нем залегают породы, отложившиеся в палеозойское время. Под четвертичными наносами повсеместно залегают породы девонского осадочного комплекса, которые оказывают существенное влияние на современный рельеф района. Мощность этих пород, как показали данные скважин юго-восточнее села Хилово, достигает 350—370 м.

Верхне-девонские породы представлены в своем основании известняками, мергелями, доломитами и глинами; в верхних горизонтах — песчаниками, глинами и мергелями, иногда известняками. В связи с различиями литологического состава отложений верхний девон подразделяют (снизу вверх) на горизонты или слои: шелонские, свинордские, ильменские, бурегские и пестроцветную толщу.

Шелонские слои обнажаются у Порхова и севернее его. К югу от города шелонские слои скрываются под известняками свинордского горизонта. Чаще всего шелонский горизонт сложен выветрелыми зернистыми известняками и подстилающими их серо-голубоватыми и зелеными глинами. Мощность шелонских отложений у Порхова достигает 12—13 м. 
Вскрытые обнажения (до 5,5 м) имеют следующие чередования пород (сверху вниз):

Серые, мергелистые известняки - 1,6 м 
Песчанистые известняки, светлые - 0,4 м 
Мергелистые сланцы и мергели - 0,3 м 
Глины песчанистые серо-зеленые - 0,1 м 
Песчаники и тонкослойные сланцы (желтые, черные, серые и др.) - 1,1 м 
Серые тонкозернистые пески - 0,25 м 
Синие пластичные глины - 1,5 м

Свинордские слои распространены более широко. Наиболее полно они вскрываются по реке Калошке (до 12 м). Представлены они частыми чередованиями известняков, ракушников, мергелей и известковистых глин. Обычно известняки залегают внизу, а в верхних частях — глины, являющиеся связующим звеном с перекрывающим их ильменским горизонтом.

Ильменские слои также наиболее полно обнажаются по реке Калошке (до 20 м), но выходы их на дневную поверхность встречаются и в других местах. Их разрез образует однообразная толща известняка, глин с тонкими и редкими прослоями песков, песчаников и известняков. Глины обычно окрашены в голубовато-зеленовато-серый, иногда в фиолетовый цвета. В нижних частях горизонта в красных известняках обнаружены остатки беспозвоночных и кости рыб — следы девонских водоемов на этой территории.

Выходы бурегских слоев встречаются по берегам рек Шелони, Белки, Полонки, Калошки и Черехи (у Шмойлово и Рудаково). Мощность горизонта достигает 8 м и состоит из переслаивающихся тонкоплитчатых известняков и доломитов светло-розового, лилового и желтого цвета. В известняках встречается морская фауна. Известняки и доломиты очень плотные, они образуют скалистые уступы вдоль берегов рек. Выше их обычно залегают мелкозернистые песчаники. Выходы пород верхней пестроцветной толщи на территории района представлены шире других горизонтов девона. Отчетливо выражены обнажения этой толщи по берегам реки Шелони у деревни Горушки и в других местах. Мощность пород толщи достигает 20—30 м, а за пределами района, на северо-востоке, она увеличивается до 90 м.

Разрез пестроцветной толщи в бассейне Шелони выглядит следующим образом (сверху вниз):

Аллювиальные пески - 70 см 
Морена - 80 см 
Плотные мергелистые светло-серые известняки - 42 см 
Мергелистые зеленовато-серые глины - 18 см 
Мергелистые фиолетово-красные глины - 16 см 
Плотные светло-серые ивестняки - 20 см 
Песчанистые зеленовато-синие глины - 23 см 
Мергелистые красно-бурые глины - 100 см

Южнее реки Черехи отмечаются выходы свинордских и ильменских слоев. Первые представлены тонкоплитчатыми известняками (с мергелями), а вторые — зелеными, красными и фиолетовыми глинами. Бурегские слои широко распространены на юго-востоке района (выходы у деревни Шмойлово, Воробьево, Рудаково и др.). Сложены они в основном светло-серыми доломитизированными известняками, выше — мелкозернистыми песчаниками, еще выше — песчанистыми известняками, прикрытыми террасовыми песками.

Верхняя пестроцветная толща девона нигде на дневную поверхность не выходит. Скважины на юге района позволили установить характерные особенности этой толщи: мелкозернистость песков и песчаников, распространение глин, пестроту окраски всей толщи и значительную обогащенность ее слюдой.

Девонский комплекс в районе Порхова залегает на глубинах 1,5—2,0 м, в других частях района — несколько глубже. Девонские известняки обычно трещиноватые, но трещины заполнены глинами, и поэтому породы обладают слабой фильтрацией. С этим связано отсутствие карстовых форм в верхних горизонтах девона.

На поверхности девонских пород залегают отложения четвертичного возраста. Ими образованы моренные холмы из плотных валунных глин (район Порхова) или безвалунных (Логовино, Туготино и др.) Конечные морены несут грунтовые воды (на глубине 3—4 м), образующие источники, что не наблюдается в соседнем Псковском районе.

Отложения конечной морены слагают также всю юго-восточную часть района (Сорокино, Травино, Деяшково, Рысцево и др.). Крупные обнажения имеются по реке Лиственка и Левоша (до 12 м). Это тяжелые суглинки красно-бурого цвета с большими включениями (10—20%) гравия, щебня и валунов из кристаллических пород и известняков.

Камовые отложения представлены серией холмов неправильной формы (например, вдоль реки Дубенки и по берегам озера Гвозно, у деревень Слобода, Колоколово и др.). Сложены они однородными среднезернистыми песками; мощность песков составляет 8—9 м, у деревни Заозерье до 12 м, а на левом берегу Шелони до 30—35 м. Восточнее деревни Шмойлово они сложены галечниками. Вдоль дороги Порхов—Остров камовые холмы «собраны» в одну гряду, продолжающуюся из Псковского района. Камовые холмы обычно прикрыты чехлом моренных отложений небольшой мощности (80—90 см). Нижние горизонты камов нередко водоносны.

Скопления узких камовых холмов встречаются на западе района — у деревень Жеборы, Печково, Кривоселово и др. На юге района гряда, простирающаяся от Молочины на восток, разветвляется на 2 параллельные ветви. Северная ветвь прослеживается с перерывами на 30 км — до Каменки, а южная — на 50 км — тянется до деревни Шевницы и далее уходит в Дновский район.

На территории района встречаются песчано-гравийные озы. Так, в районе Щекотухино тянется оз длиной в несколько километров. У деревни Сосонье расположен Большой Порховский оз. Озы являются естественными кладовыми строительного сырья.

По берегам реки Узы и у деревень Мануйлово, Петрищево, Ясно, В. Крест, Каменка, Козоногово, Никулино, Амосово встречаются вытянутые гряды друмлинов. Сложены они плотной валунной глиной, а с поверхности прикрыты песками и валунными суглинками.

Около Туготино небольшие участки заняты среднезернистыми зандровыми песками. Их мощность не превышает 1,5 м. Эти зандровые поля слабо дренируются (мало рек и ручьев) и поэтому большая часть их заболочена. Кроме таких полей у Туготино, Турицы, ст. Сосонье, Верхний Мост значительные площади покрыты безвалунными темно-бурыми суглинками мощностью от 50 см до 2,0 м, представляющими собой перегляцианальные отложения.

По долинам более крупных рек — Шелони, Узы, Белки — распространены аллювиальные отложения. Они хорошо выражены на 1-й надпойменной террасе. Мощность их невелика (20—30 см), только по Шелони у г. Порхова и деревни Горушки мощность их возрастает до 50 см.

Послеледниковые аллювиальные отложения распространены в долинах рек Черехи, Шелони и их притоков, а также узкой полосой по берегам озер — Белого, Сево, Лучно, Каменного. Это хорошо отсортированные пески, мощностью 1,5—2,0 м.

Наиболее важным видом ископаемого сырья являются известняки. Этот важный строительный материал залегает почти повсеместно на разных глубинах. Наиболее мощные запасы имеют Порховские месторождения у деревни Красное Заполье и южнее города (в 3 км), а также по реке Шелони выше Порхова (у деревни Столешницы) и ниже по течению у деревни Булавино.

Эти месторождения представлены двумя горизонтами. Верхний, с тонкими прослоями глин (7—10 см), имеет мощность около 6 м. Нижний, переслаивающийся с известковистыми глинами, достигает 10 м; лежит он ниже уровня реки Шелони. Для цементного производства наиболее пригодны серые и светло-розовые известняки верхнего горизонта.

В окрестностях Порхова известняки разрабатываются уже давно. В прошлом известняковый камень широко использовался для строительства домов и хозяйственных построек. Еще в XIV веке из такого камня была построена Порховская крепость.

Кроме известняков, встречаются и залежи гипса. Отметим 3 месторождения:

а) у курорта Хилово на правом берегу реки Узы; 
б) в 3 км от города Порхова; 
в) у деревни Тетеркино в 7 км к юго-западу от Порхова.

Запасы минерала достаточно крупные.

Район богат глинами, пригодными для кирпичного и черепичного производства (Туготино, Демянка, Никандрово, Деревково, окрестности Порхова и др.).

Значительны запасы песка и гравия (Волышево, Подоклинье, Фролово, Деревково и др.), у деревни Апраксино, Щекотиха и др. имеются большие скопления валунов.

Важное значение имеют залежи торфа.

Торфяники большей частью относятся к типу низинных или переходных болот (с атмосферно-грунтовым питанием). Их образование связано с высоким стоянием уровня грунтовых вод, что обусловлено слабой дренажной сетью. Мощность торфа достигает 10—12 м. Следует отметить, что за последнее время заметно понизился уровень грунтовых вод и происходит естественное осушение болот.

Наиболее крупные массивы торфяников в районе следующие:

Кроме того, более мелкие участки торфяных болот расположены у деревень Кондратово (40 га), Платоново (44 га), Пяшино и Зеленино (20 га), Славковики (31 га), Крюково (80 га), Ладыгино и Кулешово — на левом берегу реки Лзна (82 га).

Запасы только по этим болотам составляют свыше 480 млн. куб. м торфа-сырца.

Разрабатываемые месторождения полезных ископаемых:

Полезные ископаемые pайона связаны с девоном (известняки, гипс, минеpальные воды) и с водно-ледниковыми позднечетвеpтичными отложениями (стpоительные пески, ПГМ, тоpф, сапpопель, легкоплавкие глины). Всего в районе выявлено более 30 месторождений и проявлений. Наибольшую ценность представляют карбонатные породы, торф и гипс. На базе Поpховского местоpождения известняков pаботает Поpховский извесковый завод «Сизма»; Порховское ДРСП ведет добычу ПГМ и строительных песков месторождений Дубровичи и Студенец-1, а курорт «Хилово» добывает подземную минеральную воду для лечебных целей.