Το εκτεταμένο σύμπλεγμα υγροτόπων του Δέλτα, σχηματίστηκε από τις προσχώσεις του ποταμού Έβρου. Με την πάροδο του χρόνου οι προσχώσεις, εγκιβωτίζοντας τμήματα θάλασσας, δημιούργησαν τις λιμνοθάλασσες, την πολυσχιδή μορφολογία των ακτών, τις αμμονησίδες και τις εκτεταμένες αλατούχες εκτάσεις. Τα εδάφη που επικρατούν είναι ιλυώδη έως αργιλώδη με υψηλό βαθμό παθογένειας (αλατούχα έως αλκαλικά).

Αυτό οφείλεται κυρίως στη μηχανική σύσταση των εδαφών που χαρακτηρίζονται από πολύ μικρό πορώδες (λεπτή άργιλλος), γεγονός που δυσκολεύει την έκπλυση των αλάτων, και στο χαμηλό υψόμετρο της επιφανείας των εδαφών (0.5 μέτρα πάνω από το θαλάσσιο επίπεδο), ενώ σε αρκετές περιοχές η επιφάνεια του εδάφους βρίσκεται κάτω από το επίπεδο της θάλασσας. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα την ύπαρξη υπόγειων νερών με μεγάλη περιεκτικότητα αλάτων. Σε περιόδους ξηρασίας παρατηρούνται μεγάλες εκτάσεις με κρυσταλλικό αλάτι στην επιφάνεια, λόγω εξάτμισης του υπόγειου νερού. Η δυσμενής επίδραση των αλάτων στα εδάφη, επιτείνεται κυρίως το καλοκαίρι λόγω της περιοδικής κατάκλυσης με θαλασσινό νερό και της ανοδικής κίνησης των εδαφικών διαλυμάτων με αποτέλεσμα την αυξημένη ποσότητα αλάτων στα ανώτερα εδαφικά στρώματα.

Στη βόρεια περιοχή του δέλτα, που χαρακτηρίζεται από καλή γονιμότητα, επικρατούν αργιλοπηλώδη εδάφη ενώ στη νότια περιοχή τα εδάφη είναι περισσότερο αμμώδη.

Γενικά στην περιοχή του δέλτα και μέχρι σε βάθος 2 μέτρων, τα εδάφη είναι επί το πλείστον πηλοί με σημαντικό ποσοστό σε άργιλο και ψιλόκοκκη άμμο. Τα εδάφη αυτά παραμένουν, κατά το μεγαλύτερο μέρος του έτους, κορεσμένα με συνέπεια την χαμηλή ικανότητα φιλτραρίσματος του νερού.