Obszar Puszczy Białowieskiej stanowi fragment staroglacjalnej wysoczyzny morenowej, powstałej w wyniku rozpadu lądolodu skandynawskiego, stadiału Warty. Puszcza znajduje się w obrębie dwóch jednostek w randze mezoregionu, są to wschodnia część Równiny Bielskiej i fragment równoleżnikowy Doliny Górnej Narwi.

  Pod względem hipsometrycznym teren jest słabo zróżnicowany. W krajobrazie dominuje płasko-falista równina. Krajobraz urozmaicają liczne doliny rzeczne, obniżenia o charakterze wytopiskowym i strefa wyniesień ciągnąca się równoleżnikowo na linii Hajnówka – Białowieża.

   Przeciętna wysokość nad poziomem morza wynosi 165 – 175 m. Najniżej położone są obszary nad Narwią w okolicy wsi Rybaki i Siemianowka (134 – 140 m n.p.m.). Najwyższe wzniesienia występują na wspomnianej strefie elewacji. Tu znajduje się najwyżej położony punkt w polskiej części Puszczy, wzgórze w okolicy wsi Lipiny (197 m n.p.m.), wzgórze w okolicy Czerlonki (186 m n.p.m.), Góra Batorego (183 m n.p.m.), a po stronie białoruskiej - Kozia Góra 202 m n.p.m. Absolutna amplituda poziomów wynosi 68 m. Dominującą jednostką geomorfologiczną jest falista równina moreny ablacyjnej (160 – 190 m n.p.m.), wyniesiona kilkanaście metrów nad równiny moreny dennej.

  Morena ablacyjna zbudowana jest z piasków gliniastych, żwirów gliniastych i niekiedy silnie spiaszczonych glin. Pod tymi osadami zalegają warstwowane serie glacjofluwialnych osadów piaszczysto-żwirowych o znacznej miąższości. Znaczne obszary puszczańskie obejmują płasko-faliste równiny moreny dennej, zbudowane z glin zwałowych o zróżnicowanej miąższości. Są to czerwone i brunatne gliny stadiału Warty o miąższości od kilku do kilkudziesięciu metrów. Niżej zalegają poziomy glin, piasków i żwirów starszych zlodowaceń.

  Formy ukształtowane przez lodowiec zostały w późniejszych okresach silnie przeobrażone, zwłaszcza gdy dzisiejszy obszar Puszczy znajdował się w strefie tundry arktycznej. Procesy wietrzenia peryglacjalnego jak również późniejsza erozja, wietrzenie i transport osadów oraz akumulacja pokryw organicznych znacznie złagodziła pierwotny obraz ukształtowany przez lodowiec skandynawski. W krajobrazie peryglacjalnie zdenudowanej moreny dennej pozostały niewielkie pagórki zbudowane z piasków i żwirów, można je traktować jako ostańce denudacyjno-erozyjne.

   W okresach zimnych rozwijały się procesy eoliczne, które doprowadziły do powstania równin piasków eolicznych, pagórków wydmowych, wydm parabolicznych i wałów wydmowych. Formy te rozwijały się przy dominacji wiatrów zachodnich, a materiał transportowany był z dolin rzecznych i zagłębień wytopiskowych. Z terenami zwydmionymi związane są niecki deflacyjne i obniżenia międzywydmowe.

   Z wysoczyznami moreny dennej związane są niecki wytopiskowe, stanowiące końcowy etap zaniku lodowca. Dziś wypełniają je holoceńskie osady organiczne. Do największej niecki
wytopiskowej należy rozlegle zatorfione obniżenie w rejonie ujścia Hwoźnej do Narewki. Inne mniejsze wytopiska to Berezowe Lado, Wilcze Bagno, Dziki Kąt i Czerlon. Niecki wytopiskowe połączone są często z dolinami rzecznymi dolinkami o charakterze denudacyjno-erozyjnym. W dolinach rzecznych głównych rzek puszczańskich zalegają holoceńskie osady organiczne. One wraz z zatorfionymi wytopiskami, nieckami deflacyjnymi i dolinkami denudacyjno-erozyjnymi tworzą obecnie rozległe obszary akumulacji biogenicznej.

  Wody powierzchniowe

  Większość obszaru Puszczy Białowieskiej leży w dorzeczu Narwi i jej dopływów. Narew bierze swój początek na terenie Białorusi w uroczysku Orłowe Błoto w kompleksie bagien Dzikiego Nikora. Na terenie Puszczy prawobrzeżnymi dopływami Narwi są: Rudawka, Pszczółka i Kołonna, lewobrzeżnymi: Niemierzanka, Tuszemlanka, Podrzeczka, Narewka i Krywczyk. Największym dopływem Narwi jest Narewka, przepływająca przez Puszczę na długości ponad 60 km. Zbiera ona wody z powierzchni około 734 km kwadratowych.

  Do prawobrzeżnych dopływów Narewki należą: Orłówka, Hwoźna i Braszcza, do lewobrzeżnych: Cisówka, Piererownica, Stara Rzeczka (Kliczyniówka), Łutownia z Krynicą i Dubitką, Przędzielnia, Jelonka, Okulanka, Jabłoniówka oraz Waliczówka. Średni spadek Narewki wynosi 0,35 m/km biegu.

  Południowo-zachodnia i południowa część Puszczy leży w dorzeczu Leśnej Prawej, biorącej swój początek w okolicy wsi Nowokornino. Prawobrzeżnymi dopływami Leśnej Prawej są: Chwiszczej, Łozica, Perebel, Olszanka i Biała z Żubrzycą. Lewobrzeżnymi dopływami są Przewłoka i Jamienka. Leśna jest prawobrzeżnym dopływem Bugu. Średni spadek Leśnej (na terenie Puszczy) jest również minimalny i wynosi 0,64 m/km.

   Wododział Narwi i Leśnej przebiega wzdłuż wyniesień morenowych na linii Hajnówka – Czerlonka.

  W pobliżu wschodnich granic Puszczy Białowieskiej bierze swój początek Jasiołda, dopływ Prypeci z dorzecza Dniepru. Tak więc Puszcza leży prawie na granicy zlewni Bałtyku i Morza Czarnego.

  Główne rzeki puszczańskie: Narew, Narewka i Leśna w okresie wiosennych roztopów występują z brzegów. Jednak wysokie stany wód utrzymują się krótko. Niskie stany wód mają miejsce od sierpnia do zimy. W okresach suszy niektóre strumienie całkowicie wysychają. Narew i Narewka były w XVIII wieku rzekami spławnymi o częściowo uregulowanych korytach rzecznych.

    Naturalne zbiorniki wód stojących, poza bagnami śródleśnymi, na omawianym terenie nie występują. Do największych sztucznych zbiorników wodnych należy zalew Siemianówka o powierzchni około 3250 ha. Jest on położony w dolinie Narwi na północnych obrzeżach  Puszczy Białowieskiej. Na etapie planowania przewidywano zgromadzenie 45 mln m sześciennych wody do nawodnień rolniczych w dolinach górnej Narwi i Supraśli, osuszonych terenów Bagno Wizna oraz zabezpieczenie 17 mln m sześciennych na potrzeby gospodarki komunalnej i przemysłu Białegostoku. Budowę zbiornika rozpoczęto w 1977 roku. Piętrzenie wód rozpoczęto w 1988 roku z chwilą przegrodzenia koryta Narwi zaporą czołową. Pod inwestycję wykupiono i wywłaszczono 289 gospodarstw położonych w 8 wsiach. Pięć wsi uległo całkowitej likwidacji.

   Do innych większych zbiorników wodnych należy zaliczyć, zbudowane w okresie międzywojennym, trzy stawy na Perebelu w Topile, oraz najstarszy staw na Narewce w Parku Pałacowym w Białowieży. W roku 1964 w białoruskiej części Puszczy zbudowano dwa zbiorniki na Przewłoce przy drodze z Białowieży do Kamieniuków. Wszystkie zbiorniki wodne powstały poprzez spiętrzenie rzek i strumieni.

   Wody gruntowe

   Charakteryzują się występowaniem dwu kolejno po sobie następujących fenofaz. Pierwsza rozpoczyna się późną jesienią lub wczesną zimą podnoszeniem się poziomu wód gruntowych i ich kulminacją przypadającą na wiosnę lub początek lata. Druga fenofaza uwidacznia się stopniowym obniżaniem poziomu wód i trwa przez całe lato do późnej jesieni lub zimy.

  Na terenie Puszczy wyróżnia się szereg obszarów hydrogeologicznych o odmiennych zdolnościach gromadzenia wody gruntowej. Największą zdolność gromadzenia wody mają obszary gdzie dominuje infiltracyjny typ krążenia wody. Są to zazwyczaj wyniesione obszary wysoczyzn ablacyjnych zbudowane z grubofrakcyjnych, przepuszczalnych utworów zwałowych. Na tych obszarach woda gruntowa zawsze występuje poza profilem glebowym. Na płasko-falistej morenie dennej, zbudowanej z utworów trudno przepuszczalnych dominuje ewapotranspiracyjny typ krążenia wody. Na tych obszarach infiltracja wgłębna wód opadowych jest bardzo ograniczona, a nadmiar wód opadowych i roztopowych gromadzi się na powierzchni terenu.

   W zależności od ukształtowania terenu i powierzchniowych warstw gleby wyróżnić tu można trzy rodzaje krążenia wody: spływowo-glejowy, przemywno-glejowy i zastojowo-glejowy. Dla torfowisk i innych terenów obniżonych z pokrywami mineralno-organicznymi charakterystyczny jest retencyjny typ krążenia wody. Tu można wyróżnić przepływowo-bagienny rodzaj krążenia wody, gdzie wody są bardziej ruchliwe, dobrze natlenione i zasobne w składniki pokarmowe oraz zastojowo-bagienny typ krążenia wody charakterystyczny dla terenów bezodpływowych, z ombrofilną gospodarką wodną.

   Zmiany stosunków wodnych spowodowane są osuszeniem torfowisk w Strefie źródliskowej Narwi i Narewki, wyprostowaniem Narewki, Hwoźnej i Łutowni oraz melioracjami wokół Puszczy, a także zbudowaniem zbiornika wodnego Siemianówka.

  (Oprac. na podst. „Programu ochrony przyrody i wartości kulturowych w Leśnym Kompleksie Promocyjnym „Puszcza Białowieska” na okres 1.01.2002 – 31.12.2011” – RDLP w Białymstoku)