De bodem van de Veluwe bestaat uit een dikke laag zand en grind, afgewisseld met klei- en leemlagen. Het grind en de klei- en leemlagen zijn al vóór de ijstijden afgezet door de Rijn, die door dit gebied stroomde in wat nu het IJsseldal is. Leem is daarnaast ook ontstaan door het gewicht en het schuiven van het ijs, waarbij grind en zand zijn fijngemalen. Hierdoor werd het materiaal, net als klei, slecht doorlatend voor water.
Tijdens de laatste ijstijd is door de wind veel zand uit het droogliggende Noordzeegebied naar de Veluwe geblazen. Omdat de Veluwe hoger ligt dan het omringende gebied, valt er relatief veel regen. Dit regenwater zakt grotendeels weg in de bodem en voedt het grondwater. Het dikke pakket van zand en grind bevat dan ook grote hoeveelheden grondwater, dat zich bevindt in de poriën tussen de zandkorrels. De totale hoeveelheid grondwater is zelfs ongeveer zes keer de inhoud van het IJsselmeer.
Op plekken waar de kleilagen dicht onder het oppervlak liggen, kan het water niet goed weg. In de lagere delen, vooral in de erosiedalen van de stuwwallen, ontstonden daardoor moerasgebieden. Deze moerassen zijn door menselijk ingrijpen grotendeels verdwenen. Via de natuurlijke beken en later aangelegde sprengenbeken wordt het water afgevoerd naar de Grift en de IJssel. Op de Noord-Veluwe stroomt het water richting de randmeren, en langs de Zuid-Veluwe naar de Rijn. Tussen Apeldoorn en Hattem stroomt het water via de Grift naar de IJssel.
Afbeelding: Aan de rand van de Veluwe zijn veel beken en sprengen
Uit de grote moerasgebieden ontstonden geleidelijk ook beken. Dit zijn natuurlijke waterlopen. Langs deze waterlopen gingen mensen wonen: eerst in enkele boerderijen, later in dorpen en steden.
De meeste moerassen zijn inmiddels verdwenen. Het Wisselse Veen, vlak bij Epe, is nog een voorbeeld van zo’n gebied.