Волго-Ахтубинская пойма сформировалась в результате геофизической эволюции. 2 Ложбина долины наметилась ещё в дочетвертичное время, она периодически то затоплялась водами древних морей, то осушалась. 1 Современная пойма с дельтой сформировались после отступания позднехвалынского Каспия — 6–8 тысяч лет назад. 1
Формирование рельефа происходит и в настоящее время: во время половодья появляются и исчезают протоки, озёрки, прирусловые валы, отмели, острова и косы. 1
Также на природных процессах в Волго-Ахтубинской пойме и дельте реки отразилось изменение гидрологического режима Волги в результате строительства каскада волжских водохранилищ. 2