Obszar Geoparku „Wielkopolska Glacjalna” położony jest na terenie dwóch jednostek tektonicznych Polski pierwszego rzędu, tj. synklinorium szczecińsko-miechowskiego i i monokliny przedsudeckiej. Granice między nimi na powierzchni przedkenozoicznej prowadzi się po wychodniach jury górnej i kredy dolnej. Na powierzchni tej wyraźnie zaznaczają się też strefy uskokowe, których pewne fragmenty obejmują kenozoiczne rowy tektoniczne.
W okresie poprzedzającym czas wielkich zlodowaceń, obszar dzisiejszej północnej i cantralnej Polski stanowił w miocenie rozległy, śródlądowy basen sedymentacyjny, w którym powstawały bogate złoża węgla brunatnego. Panował klimat umiarkowanie ciepły, dobrze rozwijała się flora ciepłolubna.
Bezpośrednio przed wkroczeniem na teren Polski rozległych mas lodowych w pliocenie klimat był chłodniejszy i suchszy , zbliżony do dzisiejszego. Na półkuli północnej pojawiła się roślinność arktyczna, zwiększyły swój obszar pustynie i tereny trawiaste.
Ukształtowanie terenu  Polski w pliocenie miało ogromne znaczenie dla kierunku przemieszczania się lodu w czasie transgresji oraz kształtu jego czoła.