C'est probablement au Pliocène moyen, à la toute fin de l'ère Tertiaire, que survint la capture de la pré-Loire par un cours d'eau du bassin ligérien. Les premiers hommes en ont été témoins. Ceci est en partie dû au plissement alpin qui a provoqué une élévation du massif vosgien et des régressions marines vers l'ouest. Le Bassin Parisien est alors brutalement soulevé de 50 mètres environ dans la vallée de la Loire.
L'ère quaternaire a façonné la fine surface du territoire. Les lits des rivières et terrasses alluviales sont issus du travail des cours d'eau pour se frayer un passage jusqu'à la mer. Les alluvions qui forment les lits majeurs des quatre plus grandes rivières du département, à savoir la Loire, le Loir, le Cher et la Sauldre, représentent 53 700 ha. Leur texture est sableuse alors que les terrasses alluviales sont constituées de matériaux plus grossiers alternant avec des poches argileuses, sableuses et caillouteuses.
Des limons d'origine éolienne et colluviale se sont déposés sur les plateaux calcaires de Beauce.
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 "Sol brun et fertile du fond de vallée du Loir")
 "Sol gris alluvial des bords de Loire")
