Terytorium powiatu oleckiego leży ma olbrzymiej platformie wschodnioeuropejskiej, sięgającej na zachodzie aż po linię Działdowo - Mława - Iława. Platforma ta ukształtowała się w okresie prekambryjskim (tj. 3,0—1,5 mld lat temu), a strop jej krystalicznego i metamorficznego podłoża ma 'kształt garbu i opada jednocześnie w trzech kierunkach: północnym (Gołdap — 1490 m, Bartoszyce — 2070 m), zachodnim (Pisz — 1067 m) oraz południowym (Mielnik nad Bugiem — 1516 m, Tłuszcz pod Warszawą — 2500 m). Na interesującym nas obszarze strop prekambru zbliża się do powierzchni 600—700 m (Suwałki — 631 m, Ełk — 680 m)
Sfalowanie podłoża platformy wschodnioeuropejskiej pozwala na wyodrębnienie (według „Atlasu geologicznego Polski”) pod red. J. Znoski, Warszawa 1968.) W kilku jednostek tektonicznych, z których Imagewymienić należy: wyniesienie mazursko-suwalskie (na nim znajduje się większość terytorium opisywanego powiatu) oraz obniżenie perybałtyckie — rozpoczynające się za linią wyznaczoną biegiem Czarnej Strugi w północno-zachodnim krańcu powiatu.
Utworami prekambru są granitoidy (w postaci granitów, granodiorytów i  sjenitów) oraz gnejsy, migmatyty i amfibolity. W obniżeniu platformy stwierdzono obecność znacznie młodszych utworów kambryjskich (510—440 min lat temu), ordowickich (440—360 min lat) i sylurskich (360—320 min lat), pozostałych z okresu, gdy cała platforma dźwigała się w górę.
Przestrzeń między stropem prekambryjskiego podłoża a obecną powierzchnią ziemi została wypełniona w ciągu następnych stuleci osadami morskimi i lądowymi, które układają się narastającymi słojami o coraz młodszym wieku w miarę zbliżania się do powierzchni ziemi.

W okresie karbońskim nie zanotowano poważniejszych zmian na tym terenie, natomiast perm (210—185 min lat temu) — gdy morze zalało część platformy na północny zachód od Olecka — pozostawił osady o miąższości nie przekraczającej 100 m (jedynie w obniżeniu perybałtyckim większej).
Początek ery mezozoicznej przyniósł większy zalew morza i w triasie (185—155 mln lat temu) całe terytorium obecnego powiatu oleckiego pokryte zostało wapieniem muszlowym. Morze ma krótko ustąpiło, ale powróciło znowu w kredzie (130—60 mln lat temu), zakrywając całą polską część platformy.
W trzeciorzędzie ustępowaniu morza towarzyszyło stopniowe osadzanie oligoceńskich piasków glaukonitowych na całym obszarze powiatu.
ImageTakie utwory skalne były podatne na erozję, która zmodyfikowała znacznie ówczesną rzeźbę, zanim wkroczył z północy na to terytorium lądolód skandynawski, co nastąpiło już w czwartorzędzie.
Pierwszy atak lodowca spowodował powstanie głębokich bruzd dolinowych, których dno schodzi często poniżej obecnego poziomu morza. Sile działania czynnika erodującego odpowiadają rozmiary deniwelacji powierzchni znacznie przekraczające te, które obserwujemy we współczesnej rzeźbie. Linia biegnąca z Ełku poprzez Zajdy, Rosochackie i Babki Oleckie (2—3 km na zachód od Olecka) jest warstwicą czwartorzędu o wartości 50 m poniżej poziomu morza. Na zachód od tej linii podłoże czwartorzędu obniża się jeszcze bardziej, by na odcinku Klusy (pow. ełcki) — Giżycko osiągnąć 100 m poniżej poziomu morza.
Poziomnica 0 m n.p.m. przebiega przez Grajewo i Suwałki. Całość więc podłoża czwartorzędu terytorium powiatu oleckiego leży niżej od lustra Bałtyku, a zalegające na nim utwory są produktem akumulacji plejstoceńskiej.
Osady plejstoceńskie leżą na utworach trzeciorzędowych i tworzą szereg poziomów morenowych (zbudowanych z gliny zwałowej) na przemian z seriami piasków i iłów pochodzenia rzecznego. Dowodzi to okresowego odstępowania i nawrotu lodowca.
Utwory powierzchniowe południowo-wschodniej części powiatu (za łukiem biegnącym między Gąskami i Kijewem, około 2 km na wschód od Olecka oraz za linią Olecko—Suwałki) pochodzą z najstarszego stadium glacjału bałtyckiego, zwanego leszczyńskim. Na zachód i północ od tej granicy (między linią Drozdowo—Gordejki—Sulejki) rozciąga się strefa działania lodowca w stadium poznańskim. Północno-zachodnia część powiatu ukształtowała się ostatecznie w najmłodszym stadium pomorskim. Z tego ostatniego okresu pochodzi sandr na północ od Połomki—Młynówki i zachód od linii Czerwony Dwór—Świętajno.

Olecko - z dziejów miasta i powiatu. Pojezierze, Olsztyn 1974.