Der größte Teil des Landes Brandenburg befindet sich im Bereich der Norddeutschen Senke, eines im Karbon entstandenen Sedimentbeckens. Diese zum Teil mehrere hundert Millionen Jahre zurückliegenden Prozesse bestimmen den geologischen Aufbau des Untergrundes.
Während des Perm, der nachfolgenden erdgeschichtlichen Periode, wurde dieses Becken mit klastischen Sedimenten gefüllt. Dabei handelt es sich um Verwitterungsgesteine, die z. B. über Flüsse in das Becken gespült wurden. Dies waren in erster Linie Quarze, weil diese sehr weit verbreitet und besonders widerstandfähig gegen Zerstörung sind, aber klimaabhängig auch Tonminerale und verschiedene Mineralien. Darüber hinaus wurden salinare Sedimente, also gelöste Verbindungen (Salze) abgelagert. Zusätzlich finden sich pyroklastische Sedimente, Materialien wie Bimsstein oder Tuff, die abgelagert wurden. Darüber wurden mittelzeitliche (Mesozoikum: vor 251 bis 65,5 Mio. Jahren und neu- bzw. jungzeitliche (Kanäozoikum: vor 65,5 Mio. Jahren bis heute) Sedimente von ebenfalls großer Mächtigkeit abgelagert.
Das Gebiet um Sperenberg und Klausdorf gehört aus naturräumlicher Sicht zur westlichen Luckenwalder Heide. Diese wird im Süden vom Baruther Urstromtal und im Norden von der Nuthe-Notte-Niederung sowie dem Zossen-Teuplitzer Platten- und Hügelland im Nordosten begrenzt.
Das Gebiet wurde in erster Linie durch die Prozesse der letzten Vereisung (Weichselkaltzeit) geprägt. Vor etwa 20.000 Jahren kam das Eis des Brandenburger Stadiums etwa auf der Linie Wiesenhagen–Sperenberg–Halbe–Märkisch Buchholz zum Stillstand. Es entstand ein hügeliger, stark gegliederter Endmoränenzug zwischen Sperenberg und Halbe, der Höhenunterschiede zwischen 30 m und 40 m aufweist. Vor etwa 18.000 Jahren war der Bereich zwischen Luckenwalde und Berlin an der Oberfläche überwiegend eisfrei. Es dauerte nochmals rund 8000 Jahre, bis sich der Eispanzer bis hinter die heutige Ostseeküstenlinie zurückgezogen hatte. Gut 95 % des Brandenburger Territoriums wurden in ihrer Oberflächengestalt durch die Prozesse des Quartärs (Erdneuzeit) geprägt.
Entscheidend für die Ausprägung des heutigen Oberflächenreliefs waren die Saalekaltzeit (230.000-130.000 Jahre v.u.Z.) sowie die Weichselkaltzeit (115.000-14.500 Jahre v.u.Z.).
Das Hauptstadium der Weichselkaltzeit setzte vor ca. 30.000 Jahren ein. Die typischen Ablagerungsformen finden sich noch heute in der Landschaft wieder. Sie werden als Glaziale Serie bezeichnet.