Це плато характеризується загальним нахилом поверхні в бік долини Сіверського Дінця, тобто з півночі на південь. Воно глибоко розмежоване річковою та яружно-балковою мережею. Це означає, що в геологічному відношенні Старобільський район належить до північного сектора Великого Донецького кам'яновугільного басейну, який переходить у південні схили Воронезького кристалічного масиву, що складається з докембрійських, кам'яновугільних, крейдяних, палеогенових антропогенових відкладів. У надрах району в окремі геологічні часи утворилася велика кількість корисних копалин, головним чином крейдяних, глинистих та піщаних будівельних матеріалів.