La Vega Baja tiene una historia geológica muy interesante ligada a la evolución del río Segura

Durante este tiempo la región se ha levantado progresivamente debido a la actividad tectónica, y todavía continúa haciéndolo en la actualidad, como lo atestigua su destacada actividad sísmica. Una de las singularidades del valle fluvial del río Segura es que existe una capa superficial de varias decenas de metros de espesor de sedimentos muy poco consolidados, horizontales, y que le confieren a la Vega Baja su topografía tan suave, prácticamente llana, con pendientes de menos de un grado, que disminuyen suavemente de altitud desde los escasos 20 m cerca de Orihuela hasta la desembocadura en Guardamar del Segura. En esta historia geológica no hay que olvidar el papel destacado que han representado las subidas y bajadas del nivel del mar durante al Cuaternario ligadas a la alternancia de periodos glaciares e interglaciares, que modificaron la posición de la línea de costa. El último de estos ascensos del nivel del mar hizo que la Vega Baja estuviese ocupada por el llamado Sinus Ilicitanus. Además de la evolución geológica que describe cómo se formó el actual valle fluvial del río Segura y su cauce, este capítulo incluye dos apartados finales sobre los terremotos y las aguas subterráneas.