Đồng bằng duyên hải là lãnh thổ tương đối bằng phẳng có độ cao tuyệt đối từ 15-10m trở xuống, kể cả các trảng cát nội đồng Phong Điền, Quảng Điền và Phú Vang, chiếm khoảng 16% diện tích tự nhiên của tỉnh.
Đồng bằng duyên hải Thừa Thiên Huế chủ yếu được hình thành từ Pliocen - Đệ tứ. Xét theo diện phân bố, tham gia vào cấu tạo bề mặt đồng bằng có trầm tích bột sét sông biển Holocen (hệ tầng Phú Bài, Phú Vang), sau đó là trầm tích cát biển Pleistocen (hệ tầng Phú Xuân) và Holocen (hệ tầng Nam Ô), ít hơn có trầm tích cuội, cát, bột sét đa nguồn gốc ở ven rìa đồng bằng. Dựa vào thành phần, mức độ nén chặt, tuổi của trầm tích và xu thế biến đổi độ cao mặt đất, đồng bằng duyên hải Thừa Thiên Huế thuộc đồng bằng đầm phá được lấp đầy chưa hoàn thiện.
Đồng bằng duyên hải Thừa Thiên Huế trải dài theo hướng Tây Bắc - Đông Nam trên 100km, trong đó thu hẹp dần và bị các dãy núi thấp xen đồi đâm ngang ra biển phân cắt manh mún từ phía Nam đầm Cầu Hai đến chân đèo Hải Vân. Bề rộng nơi lớn nhất đạt 20-22km (đồng bằng sông Ô Lâu) nơi hẹp nhất không quá 0,05-0,2km (Lăng Cô), trung bình khoảng 14-16km. Độ nghiêng mặt đất phổ biến từ 0,0005 đến 0,001. Tuy vậy, bề mặt nghiêng thoải về phía Đông Bắc và Đông Nam của đồng bằng đó đây vẫn bị biến động do sự xuất hiện những trảng cát nội đồng và những đầm phá, lạch biển, tàn dư dưới dạng trằm bàu.
Trảng cát phân bố luân phiên với trằm bàu theo hướng Tây Bắc - Đông Nam ở Phong Điền, Quảng Điền là dấu tích của những dãy đê cát ngầm và máng trũng cổ được hình thành vào thời đoạn biển tiến Holocen cực đại vào đồng bằng trước đây. Trảng cát nội đồng cổ nhất của Thừa Thiên Huế là vùng gò rộng, tương đối bằng phẳng dạng thềm biển cổ, cao tới 15-10m và được cấu tạo từ cát vàng nghệ hệ tầng Phú Xuân. Đó là các gò mặt bàn đang bị sông suối chia cắt, con người khai phá ở Phong Thu, Phong An, Thủy Phù, Lộc Bổn, Lộc Sơn.
Dựa vào vị trí, vai trò chi phối hàng đầu của hệ thống sông trong quá trình hình thành lãnh thổ, đồng bằng duyên hải Thừa Thiên Huế được chia ra thành ba vùng đồng bằng chủ yếu: đồng bằng sông Ô Lâu, đồng bằng sông Bồ, đồng bằng sông Hương và các sông phía Nam, và một số đồng bằng nhỏ phân bố rải rác và cách biệt do phù sa sông Cầu Hai, sông Thừa Lưu, sông Nước Ngọt, sông Bù Lu tạo ra. Ngoài ra, còn gặp đồng bằng giữa núi ở Nam Đông và A Lưới.
* Đồng bằng sông Ô Lâu: Đây là đồng bằng phân bố ở phía Bắc tỉnh. Ranh giới Tây Nam đồng bằng sông Ô Lâu men theo khu vực gò đồi chạy dọc theo quốc lộ 1A. Phía Tây Bắc, đồng bằng sông Ô Lâu bắt đầu từ Mỹ Chánh, lượn theo địa giới Quảng Trị ngang qua các xã Phong Hòa, Phong Bình, Phong Chương cho đến dãy cồn, đụn cát chắn bờ án ngữ từ phía Đông Bắc. Ranh giới Đông Nam lãnh thổ này vạch theo đường viền trảng cát nội đồng Phong - Quảng từ xã Phong Hiền ngang qua xã Quảng Lợi cho đến bờ phải phá Tam Giang.
Nét nổi bật đầu tiên của đồng bằng sông Ô Lâu là trảng cát nội đồng cao từ 3-5m đến 10m phân bố xen kẽ với trằm bàu ở phía Đông Nam, chiếm gần 3/4 diện tích đồng bằng. Đồng bằng thực thụ ven sông Ô Lâu cấu tạo từ phù sa Holocen màu mỡ nhất huyện Phong Điền chỉ chiếm trên 1/4 lãnh thổ. Ở đây lãnh thổ có độ cao phổ biến từ 5-7m rìa Tây Nam giảm xuống 1,5-1,0m phía đầm phá, đôi nơi gặp các vùng trũng với độ cao mặt đất thấp hơn mực nước biển (từ -0,5 đến -1,5m) kiểu vùng trũng Vân Trình thuộc xã Phong Chương hiện nay.
Hằng năm, chủ yếu vào mùa mưa lũ phù sa từ sông Ô Lâu đưa về, bồi đắp ở khu vực Nam cửa sông thuộc phá Tam Giang và do đó, đồng bằng ven phá xã Quảng Thái cũng được mở rộng dần. Tại đây, bãi bồi đất ngập nước rất thích hợp cho sự phát triển của thực vật thủy sinh, rừng ngập mặn và là nơi di trú của động vật từ nơi khác đến, nhất là các loài chim.
Ngoài ra, ở vùng cửa sông Ô Lâu, nhân dân đang củng cố đê, mở rộng diện tích trồng lúa. Nhiều nơi ở Phong Hòa, Phong Bình, Phong Chương, Quảng Thái, Quảng Lợi đồng ruộng thường bị thu hẹp do ngòi suối chảy từ trảng cát nội đồng hoặc cồn đụn cát chắn bờ mang cát đến vùi lấp.
* Đồng bằng sông Bồ là vùng nằm ở phía Đông Nam đồng bằng sông Ô Lâu, hẹp hơn, với ranh giới Tây Nam lượn theo địa hình lãnh thổ đồi núi, còn ranh giới Đông Bắc là phá Tam Giang và được ngăn cách với đồng bằng sông Hương ở phía Nam. Sông Bồ chảy qua giữa đồng bằng để cuối cùng hội lưu với sông Hương ở ngã ba Sình chia đồng bằng thành hai bộ phận Nam và Bắc.
Xét theo thành phần trầm tích cấu tạo đồng bằng, tuy đều có nguồn gốc tích tụ, nhưng từ quốc lộ 1A đi về hướng Tây Nam chủ yếu gặp đá gốc bị phong hóa thành đất, cát biển và phù sa hạt thô hiện đại do ngòi, suối tải từ đồi núi ra và để tích tụ lại. Từ quốc lộ 1A hướng về Đông Bắc phù sa sông biển Holocen màu mỡ hơn, chiếm đại bộ phận lãnh thổ này. Ngoài ra, vùng ven phá Tam Giang còn phát hiện thấy trầm tích bãi triều đang ngày càng mở rộng.
Về phương diện địa mạo bề mặt đồng bằng biến đổi vô cùng phức tạp mà nguyên nhân chính là do quá trình uốn khúc quanh co, cắt và đổi dòng sông Bồ khi thoát ra khỏi cầu An Lỗ chảy về xuôi. Nhiều đoạn lòng sông cổ, hồ móng ngựa, lạch phá cổ qui mô khác nhau có thể tìm thấy ở nhiều nơi. Tuy vậy, nhìn chung độ cao mặt đất có xu hướng giảm dần từ Tây Nam về Đông Bắc cũng như từ Tây Bắc xuống Đông Nam. Nếu tại xã rìa Tây Bắc (xã Hương Văn) mặt đất cao tới 8-10m thì khi về đến bờ phá Tam Giang, ngã ba Sình độ cao tuyệt đối địa hình giảm xuống còn 3-2m. Trên lãnh thổ đồng bằng sông Bồ diện tích đất trũng lòng chảo với độ cao tuyệt đối dưới 0m (từ -0,5 đến -1,5m) rộng lớn hơn nhiều so với đồng bằng sông Ô Lâu. Đó là các xã Quảng Phước, Quảng An, Quảng Thành, Hương Phong.
* Đồng bằng sông Hương và sông suối phía Nam (gọi tắt là đồng bằng sông Hương): Ranh giới phân cách đồng bằng sông Hương với đồng bằng sông Bồ được lấy theo các xã Hương Long, Hương Sơ, Hương Vinh, sau đó men theo sông Hương cho đến gặp phá Tam Giang. Đồng bằng sông Hương kéo dài trên dưới 30km về phía Đông Nam đến tận đầm Cầu Hai và có bề rộng trung bình khoảng 5-6 km. Giới hạn Tây Nam là các gò đồi thấp nối kết nhau, tạo thành ranh giới chuyển tiếp cả về địa chất lẫn địa mạo: một bên là gò đồi đá gốc bị phong hóa, bóc mòn mạnh, bên khác là đồng bằng thấp cấu tạo từ trầm tích đa nguồn gốc, trong đó trầm tích bột sét sông biển Holocen là chủ yếu, còn ranh giới Đông Bắc và Đông Nam lần lượt là đầm Thủy Tú và đầm Cầu Hai.
Tương tự đồng bằng phù sa sông Ô Lâu và sông Bồ, đồng bằng sông Hương cũng được hình thành sau quá trình bồi tụ lâu dài do các sông suối bắt nguồn từ sườn Đông dãy Trường Sơn Bắc đưa phù sa tới lấp đầy vịnh cổ trước đây. Quá trình lấp cạn đầm phá, mở rộng đồng bằng đang tiếp tục ở cả hai phía Đông Bắc (đầm Thủy Tú) và Đông Nam (đầm Cầu Hai). Thành phần trầm tích bề mặt đồng bằng sông Hương khá đa dạng và giống với thành phần trầm tích đồng bằng sông Ô Lâu. Bên cạnh cát, bột - sét, bùn cấu tạo tầng mặt của phần lớn diện tích đồng bằng, ở đây còn gặp cát (trảng cát nội đồng) của hệ tầng Nam Ô kéo dài theo hướng Tây Bắc - Đông Nam từ Phú Xuân cho tới Vinh Hà. Dọc rìa Tây Nam đồng bằng, trầm tích bề mặt lại đa dạng nhất về nguồn gốc, tuổi và cả thành phần cơ giới. Trên lãnh thổ này, ngoài đất phong hóa từ đá gốc, còn phát hiện thấy cát biển hệ tầng Phú Xuân, hệ tầng Nam Ô và cát, cuội, tảng lẫn bột - sét của sông suối hiện đại.
Về phương diện địa mạo, nhìn chung độ cao tuyệt đối, hướng nghiêng của bề mặt đồng bằng sông Hương có xu hướng giảm dần và nghiêng từ rìa Tây Nam về Đông Bắc hoặc từ rìa Tây Bắc xuống Đông Nam, tức là trùng hợp hướng dòng chảy sông Hương và các sông suối khác. Thật vậy, ở rìa Tây Nam và Tây Bắc độ cao tuyệt đối tới 8-10m, nhưng đến nơi sông Hương đổ vào phá Tam Giang, sông Đại Giang giao lưu với đầm Cầu Hai mặt đất không cao hơn 2-l,5m. Song trên bình diện chung đó vẫn tồn tại một số nơi vượt cao hoặc trũng thấp khác thường. Trảng cát nội đồng Phú Vang với cây bụi lúp xúp phân bố kế cận đầm Thủy Tú vẫn có độ cao tuyệt đối 3-5m và cao hơn mặt đất đồng bằng trũng thấp kế cận 1-3m. Các xã Phú Hồ, Phú Lương, Thủy Lương, Thủy Tân, Phú Đa, Vinh Hà, Vinh Thái là những nơi trũng thấp lòng chảo và có độ cao mặt đất từ -1 đến -1,5m (dưới 0m).
Cũng giống như đồng bằng sông Bồ, địa hình đồng bằng sông Hương bị biến đổi hàng năm và mạnh nhất tại các vùng ven sông. Nguyên nhân cơ bản gây ra những biến đổi mạnh mẽ đó cũng lại là quá trình xói lở - bồi lấp của dòng chảy lũ ở vùng hạ lưu sông Hương kể từ ngã ba Tuần (Thủy Bằng, Hương Thọ) đến gần cửa sông (Phú Thanh, Quảng Thành).
Hệ thống sông đào dài 88km ở trong và ngoài Hoàng thành, sông đào Lợi Nông, kênh mương dẫn nước, đê - cống ngăn mặn quanh đầm Thủy Tú và Cầu Hai (Câu Long, Cống Quan), đập ngăn Thảo Long, La Ỷ cùng với nhiều tuyến đường sá, cầu cống dọc ngang trên lãnh thổ cũng góp phần tạo nên cảnh quan đa dạng của đồng bằng.
Theo Địa chí Thừa Thiên Huế - Phần Tự nhiên
(Nhà Xuất bản Khoa học xã hội - năm 2005)