По рельефу в пределах района отчетливо выделяются 4 части:
Ловатская низменность.
Всхолмленная моренно-эрозионная равнина.
Полоса холмисто-моренного рельефа.
Волнистая флювиогляциальная равнина.
1. Ловатская низменность занимает северную часть района, к северу от г. Великие Луки. Она представляет собой типичную озерно-ледниковую равнину с очень слабым уклоном поверхности на север и к долине реки Ловать. Междуречья обычно плоские, заболоченные. Монотонное однообразие поверхности нарушается местами довольно крупными, но неглубокими понижениями суффозионного происхождения, и «островками» моренных возвышений — мелких холмов и гряд относительной высотой 3-10 м, подвергшихся абразионной обработке озерными водами. К этим повышениям обычно приурочены поселения и полевые угодья.
Долины рек врезаны слабо, берега низкие. Река Ловать имеет неширокую пойму и две надпойменные террасы высотой 6 и 7—8 м над урезом воды. Высота второй надпойменной террасы вниз по течению увеличивается. В долине реки Насвы хорошо выражена лишь пойменная терраса с уступом высотой в 2—3 м в меженное время.
Переход низменности в моренно-эрозионную равнину на западе и юго-западе довольно резкий, на востоке — постепенный. Местами на юге и юго-западе хорошо выражены абразионные уступы, а иногда встречаются древнеозерные дюнные валы, сложенные перевеянным тонкосортированным песком.
2. Всхолмленная моренно-эрозионная равнина с юго-запада, юга и востока ограничивает Ловатскую низменность. Равнина отличается расплывчатыми, сглаженными формами рельефа. Моренные гряды и холмы со спокойными пологими склонами 5-15 м относительной высоты чередуются с довольно широкими, часто заболоченными ложбинами, в которых нередко проложили русла многочисленные ручьи и мелкие речки, еще не успевшие разработать свои долины. Иногда в понижениях находятся котловины небольших озер. Гряды и ложбины направлены в сторону Ловатской низменности, что подчеркивает огромную роль в формировании рельефа этого участка эрозионной деятельности послеледниковых вод, стекавших в послеледниковое озеро. Местами процессы эрозии расчленили гряды на отдельные холмы, разделенные узкими ложбинами. Склоны холмов переходят в ложбины, как правило, псевдотеррасами.
Долины рек в этой части района, там, где они пропилили холмы или гряды, — узкие, имеют высокие крутые, часто обрывистые берега. Долина реки Ловати южнее Великих Лук врезана на глубину 10—20 м.
В наше время наблюдается активное развитие оврагов, которые довольно заметно продвигаются в своих верховьях.
К югу, примерно от линии Купуй — Липец, усиливается расчлененность рельефа, холмы и гряды становятся более высокими, склоны их более крутыми, и местность постепенно переходит в холмисто-моренную (конечно-моренную) область.
3. В пределах полосы холмисто-моренного рельефа расчлененность рельефа сильная. Холмы и гряды 20—60 м относительной высоты, беспорядочно разбросанные, сложенные сильновалунным суглинком, чередуются с понижениями, занятыми заболоченными лугами, болотами. В таких понижениях — ложбинах стока древних послеледниковых вод — проложили свои русла мелкие речки. Нередко в них располагаются котловины озер. Склоны холмов крутые, иногда террасированные псевдотеррасами, переходят в ложбины. Местами среди холмов разбросаны участки озерно-ледниковых равнин. На части территорий встречаются конечные морены напора. Это высокие моренные гряды, сложенные сильно каменистым, со щебенкой известняка, тяжелым карбонатным суглинком, у подножий немного смятым в складки. Нередко морена размыта — повышенные участки равнин усеяны валунами. Здесь интенсивно развиваются процессы эрозии как плоскостной, так и глубинной. Овраги встречаются довольно часто.
Долины рек, там, где они пропилили моренные гряды, врезаны глубоко, имеют крутые обрывистые берега. Так, река Ловать течет в крутых берегах 18—20 м высоты. В долине реки хорошо выражена прерывистая пойма. Местами на высоте 6—8 м над поймой возвышается надпойменная терраса, к которой с высоты 10—12 м круто обрывается коренной берег. На всем протяжении река Ловать сильно меандрирует. Ее притоки менее врезаны, а некоторые мелкие речки, являясь протоками, соединяющими многочисленные озера, приспособились к ложбинам стока древних вод.
4. Волнистая флювиогляциальная равнина расчленена процессами эрозии на отдельные песчаные холмы — 5—10 м относительной высоты. Большие площади здесь занимают участки озерно-ледниковых равнин, террасами переходящих к котловинам современных озер, например, озер Урицкое, Днико, Ципиля. Речные долины здесь развиты слабо, чаще всего они являются протоками, соединяющими озера.
В настоящее время развитие рельефа в районе идет в сторону усиления его расчленения благодаря развитию глубинной эрозии, сполаживания склонов в холмистой местности в связи с развитием плоскостной эрозии.
Для сельскохозяйственного производства наиболее благоприятные условия рельефа имеет моренно-эрозионная равнина. В связи с этим она наиболее высоко освоена. Рельеф здесь не мешает созданию крупных массивов полей, не затрудняет механизацию сельскохозяйственных работ. Условия дренажа здесь удовлетворительные. Плоскостная эрозия выражена не очень сильно. Рельеф Ловатской низменности и юго-западного участка — флювиогляциальной равнины — способствует заболачиванию и развитию болот, что требует при освоении территории дополнительных средств на осушительные мелиорации.
Рельеф холмисто-моренной местности, благодаря сильной расчлененности затрудняет механизацию сельскохозяйственных работ, вызывает мелкоконтурность полевых угодий, требует применения противоэрозионных мер, уборки камня, вызывает сильную пестроту и комплексность почвенного покрова, а поэтому затрудняет правильное его использование.
В пределах района коренными породами являются верхнедевонские отложения. На большей части территории района они представлены песчано-глинистой пестроцветной толщей с прослоями мергелей и известняков, которые здесь имеют подчиненное значение. Среди глин и песчаников встречаются прослойки гипса. С наличием их во многих местах на территории района связаны выходы сероводородных источников. Глубина залегания коренных пород колеблется в среднем от 10 до 60 м, увеличиваясь в юго-восточном направлении. Пестро-окрашенные верхнедевонские глины вскрываются в обнажениях реки Ловать, южнее г. Великие Луки. Характер этих отложений говорит о том, что в конце девонского периода море на территории района было мелководным и имело непостоянный режим, неоднократно отступая и наступая. Отступив в направлении с востока на запад, в самом конце девонского периода море окончательно покинуло территорию Великолукского района.
Пестроцветная песчано-глинистая толща в пределах района имеет мощность от 20 до 60 м (к востоку мощность ее увеличивается), залегает на мощной карбонатной толще верхнего девона, сложенной плотными известняками и доломитами, образовавшимися на дне глубоководного верхнедевонского моря с постоянным режимом. Мощность карбонатной толщи достигает более 90 м, залегает она на глубине 80—120 м. На западе района известняки и доломиты являются коренными породами. Хотя на дневную поверхность даже в обнажениях рек они нигде не выходят, обломки их (валуны, щебенка) нередко можно встретить в моренных отложениях и на поверхности почв в южной половине района.
В связи с наличием карбонатных коренных пород, в пределах района, особенно на западе и в южной его половине, довольно часто встречаются карбонатные и слабовыщелоченные почвообразующие породы.
Верхнедевонские породы залегают на более древних отложениях среднего девона, ордовикских, силурийских и кембрийских. Последние покрывают древний кристаллический фундамент, который в южной половине района несколько приподнят. Это вызывает небольшое поднятие верхнедевонских отложений, сказывающееся и в современном рельефе.
Неровности поверхности верхнедевонских отложений сказались на неравномерном отложении ледникового материала и обусловили сложность рельефа южной половины района.
Верхнедевонские отложения всюду покрыты четвертичными породами — моренными, озерно-ледниковыми и флювио-гляциальными отложениями. Общая мощность четвертичных отложений колеблется от 15 до 70 м.
Среди четвертичных отложений наиболее широко распространена морена последнего валдайского оледенения. Она представляет собой красно-бурые валунные суглинки, иногда глины, которыми сложены холмы и гряды южной половины района. Среди них к югу от Великих Лук встречаются конечно-моренные отложения — красно-бурые суглинки с хрящом, линзами песка и обилием валунов кристаллических, а иногда и известняковых пород. Такие отложения характерны для наиболее высоких гряд и холмов южной половины района. Местами здесь морена размыта, и на поверхности образуются скопления валунов — «валунные поля». Нередко морену покрывают озерно-ледниковые или флювиогляциальные отложения. Последние представлены песками, иногда хрящеватыми. Пески часто покрывают нижние части холмов, гряд и понижения между ними. Но в этом определенной закономерности нет. Бывает, что верхние части холмов покрыты песками и супесями, а нижние — моренными суглинками. Особенно широко распространены флювиогляциальные (зандровые) пески в юго-западной части района, к югу от села Поречье.
Озерно-ледниковые отложения — ленточные глины, суглинки, супеси и безвалунные пески господствуют на Ловатской низменности. Здесь лишь местами, в виде островов, выходит из-под них на поверхность морена. Иногда ленточные глины с прослойками супесей покрыты древнеозерными и древнеаллювиальными отложениями, нередко содержащими органогенные горизонты типа гиттий, а также погребенные торфянистые горизонты. Ближе к рекам древнеаллювиальные и древнеозерные отложения имеют более легкий состав.
Среди современных аллювиальных и озерных отложений также преобладают породы легкого механического состава. Первые распространены в поймах рек, вторые — вокруг озер.
На границе Ловатской низменности с холмисто-моренной равниной можно встретить перевеянные тонкосортированные пески эолового происхождения. Ими сложены здесь невысокие холмы — древние дюны и песчаные бугры.
Четвертичные отложения являются почвообразующими породами, и очень часто встречаются карбонатные или слабовыщелоченные. В связи с этим они существенно влияют на качество грунтовых вод и свойства почв района. С четвертичными отложениями связаны в районе месторождения полезных ископаемых, которые представлены главным образом различными строительными материалами. Среди них особенно выделяются большие запасы строительных песков: месторождения Кузнецовское (разрабатывается), у деревень Малахово, Болотские Ямы, Пишелево, Макоедово, Бор-Гиберта, Бугры, Бор-Лазовское месторождение гравийно-валунных песков, а также месторождения у деревень Мякотино, Булынино и др.
Месторождение силикатных песков известно у деревни Мелехово.
В районе имеются большие запасы легкоплавких кирпичных глин. Многие месторождения их эксплуатируются, например, месторождение в окрестностях Великих Лук (запас 457 тыс. куб. м), Корово-Дубровское месторождение (запас 863 тыс. куб. м), Пиволевское месторождение (запасы 754 тыс. куб. м), Савеловское (запасы 134 тыс. куб. м), Цивилевское, Креплянское, Сосновское. Некоторые месторождения кирпично-черепичных глин еще не разведаны (у деревень Славулор, Сосновка и др.).
Месторождения булыжного камня известны у деревень Зеленцы, Сопурино, Мелехово, Перехово, Соколово, Стюхново, Печаники, Пожары и др.
Известняки в виде валунного камня имеются у деревень Давыдово, Касьяново, Вилитново, Бабино, Возгрино, Козютино, Назарьево, Рябики, Новая Слобода, Мордвица и в других местах.
В районе имеется месторождение известкового туфа, небольшие месторождения болотной железной руды.
Многочисленны месторождения торфа. Всего насчитывается 226 месторождений общей площадью промышленной залежи 38,87 тыс. га с общим запасом 691,06 млн. куб. м. Наиболее крупные болотные массивы, преимущественно верховых болот, сосредоточены на Ловатской низменности. В южной части района преобладают мелкоконтурные месторождения торфа низинных болот. Эксплуатируются месторождения Веретьевский Мох, Гастереба, Крупенско-Шубинское, Гальский Мох, Черное.
Месторождение Шлиховский Мох может быть базой для строительства электростанций мощностью до 50 тыс. квт. Для крупных промышленных предприятий района может быть использовано торфоместорождение Перекальский Мох.
Месторождения низинного торфа хорошей степени разложения и зольности до 10% можно использовать для создания торфобрикетного производства.
Разрабатываемые месторождения полезных ископаемых:
В районе разведано 11 месторождений строительных материалов (ПГМ, строительный песок, кирпично-черепичные и керамзитовые глины) и 11 месторождений торфа. Разработку месторождений полезных ископаемых в районе ведут АОЗТ «Великолукская ДСПМК» (ПГМ и строительный песок – месторождения Шестиозерное, Игнашево-Песчаха, Сухомякино, Шелонино); АООТ «Великолукстрой» (месторождение ПГМ Але); «Великолукский завод ЖБИ» (глины керамзитовые, ПГМ - месторождения Лошково, Киселевское); АО «Великолукский кирпичный завод» (кирпичные глины - месторождение Креплянское), «Великолукское торфопредприятие» (торф - месторождения Веретьевский Мох, Гальский Мох, Репищенский Мох, подземные воды - месторождение Майкино).