La parte settentrionale del lago è lunga e stretta, ed è circondata da montagne, le maggiori delle quali appartengono al Gruppo del Baldo. La forma è quella tipica di una valle morenica: si ritiene infatti che questa porzione del lago sia stata creata dall'azione di un ghiacciaio paleolitico, il fiume Sarca è il principale affluente fra 25 immissari, fra i quali l'Aril che con i suoi 175 metri di lunghezza è considerato il fiume più breve del mondo. L'unico emissario del lago è il fiume Mincio.

Se la zona del lago conserva tutt'oggi, evidentissime, le tracce lasciate dalle glaciazioni, soprattutto quella wurmiana (tra i 20.000 e i 15.000 anni fa) che un tempo erano ritenute la causa determinante la formazione della depressione lacustre, oggi si pensa, invece, che il modellamento glaciale sia intervenuto su una depressione già esistente, creata dalla maggior capacità di erosione esercitata dalle acque dei torrenti alpini, tra i 6 e i 5 milioni di anni fa, nel periodo in cui si verificò la cosiddetta "crisi di salinità" del Mediterraneo, ovvero un forte abbassamento del livello del mare dovuto all'interruzione della comunicazione con l'Oceano Atlantico. La morfologia glaciale sarebbe quindi sovrimposta ad una più antica morfologia fluviale e tettonica. All'inizio del Quaternario (1,5 milioni di anni fa) la zona dell'attuale bacino lacustre si presentava come un'ampia vallata nella quale si immettevano i fiumi Chiese (nella zona di Salò) e Sarca (presso Riva).

Alle successive fasi di glaciazione si deve la formazione dell'imponente anfiteatro morenico antistante il lago e, quindi, la deviazione del Chiese secondo il suo corso attuale. A nord, le alluvioni del Fiume Sarca hanno invece colmato l'area a monte di Riva, dando origine alla conca di Arco e circondando l'antico isolotto del Monte Brione.