Im oberen Verlauf ab Mengen ist der Donautalboden von letzteiszeitlichen Schottern des letzten Rheingletschers erfüllt. Der einzige Rest des hocheiszeitlichen Aufschüttungsniveau ist die Niederterrassenfläche östlich Mengen. In diesen Teil des Donautals mündet von Südosten das Schwarzachtal ein, das im Süden noch vom Hauptniveau der Niederterrasse eingenommen wird, im unteren Verlauf durch hohen Grundwasserspiegel vernässt ist. Nach dem engen Durchbruch durch die südlichsten Alb-Ausläufer verläuft die Donau durch ein ausgeräumtes Becken von Ried- und Aumergelflächen, die auch im weiteren Verlauf vorhanden sind. Insbesondere am Eintritt der Riss werden größere Flächen auch von ebenen Kiesböden eingenommen. Gerade in diesem Bereich befinden sich auch zahlreiche Altwasser. Von Süden her mündet die breite Niederung der Riss (ca. 520 m ü. NN) in das Donautal (ca. 480 m ü. NN). Diese Niederung ist ebenfalls eiszeitlichen Ursprungs und mooriger als die Donauniederung. Es gibt nur wenige Waldflecken in der Donauniederung.
Weite Flächen des Donautals werden als Ackerland genutzt. Die Auen unmittelbar um die Donau und ihre Zuflüsse herum tragen Grünland.
Es bestehen mehrere z.T. großflächige NSG in der Landschaft, die v.a. die Feuchtgebiete in den Niederungen umfassen. Zwei größere Gebiete sind auch als FFH-Gebiete gemeldet. Wertvolle Lebensräume der Landschaft sind Feucht- und Nasswiesen, Seen und Altwässer und Flachmoore und generell die Auenlandschaften an Riss und Donau.