Полесье — ровное, частично заболоченное пространство, сложенное речными (аллювиальными), озерными, водно-ледниковыми (флювиог-ляциальными) отложениями (галькой, гравием, песками с валунами, супесями, суглинками и глинами, торфяниками). Расположены полесья в большинстве в бывшей приледниковой полосе древнего материкового оледенения (зандровые равнины). На Восточно-Европейской равнине они находятся в пределах южной тайги, смешанных и широколиственных лесов.
В полесьях осадочные отложения, главным образом песчаные, заполнили тектонические понижения — крупные опустившиеся участки древней Русской плиты, а на Западно-Сибирской равнине — Западно-Сибирской молодой плиты. Здесь сформировались обширные озерно-аллювиальные равнины под влиянием деятельности талых ледниковых и речных вод.
Избыточное увлажнение, малые уклоны рельефа, выходы на поверхность подземных вод обусловили значительную заболоченность территорий полесий. Так, в Белорусском Полесье болотами занято около четвертой части общей площади. Преобладают высокотравные и осоковые низинные болота. Крупные площади покрыты сосновыми борами, ольшанниками, дубравами и березняками.
Полесские реки текут очень медленно, и это усиливает заболоченность. Русла зарастают озерно-болотной растительностью. Широко распространены пойменные луга. В полесьях ведутся большие мелиоративные работы (см. Мелиорация). Они резко увеличивают площадь пахотных земель, улучшают качество лугов и лесонасаждений. Прежде бытовало мнение, будто бы заболоченность полесий связана главным образом с избыточным количеством атмосферных осадков. Однако теперь выяснилось, что в отдельные годы Белорусское Полесье, например, испытывает недостаток в атмосферных осадках. Кроме того, если проводить только осушение земель, тогда повсеместно снижается уровень грунтовых вод и на возвышенных участках растениям не хватает почвенной влаги. Поэтому в настоящее время в полесьях прежде всего проводится регуляция вод: устройство водохранилищ, осушительно-оросительных систем. На территориях, где распространены маломощные торфяники, не разрешается выращивать пропашные культуры: осушенные торфяники могут быстро минерализоваться, разрушиться. Устраиваются специальные гидрологические заповедники (заказники), в пределах которых берутся под охрану болота. Подобные меры позволяют охранять и рационально использовать природные богатства полесий.