Dal punto di vista geomorfologico, l’Altopiano di Poirino corrisponde ad un esteso settore pianeggiante posto ad una quota maggiore rispetto alla pianura piemontese. Esso è delimitato a est e a ovest, all’incirca, da due scarpate; al margine nord si raccorda come superficie debolmente inclinata alla Collina di Torino, mentre verso sud termina in prossimità dei rilievi del Braidese, lungo la scarpata delle Rocche del Roero.
L’Altopiano rappresenta il relitto di un’antica pianura legata ai corsi d’acqua (paleo-Po e paleo-Tanaro) che drenavano la pianura Piemontese meridionale e defluivano verso il mare adriatico passando a sud della Collina di Torino. Oggi sono ancora riconoscibili le tracce del modellamento (relitti di meandro) operato dagli antichi corsi d’acqua. In corrispondenza di queste forme relitte affiorano infatti sedimenti fluviali (ghiaie e limi) di diversa composizione rispetto a quella dei sedimenti degli attuali corsi d'acqua dell'Altopiano.
Alcune deformazioni tettoniche hanno interessato la Collina di Torino e l’area circostante; in particolare, la traslazione verso nord lungo una importante struttura (Fronte Padano) che si sviluppa in profondità al margine nordoccidentale della Collina ha coinvolto anche l’adiacente Altopiano di Poirino. E’ possibile osservare gli effetti superficiali di tale deformazione lungo un profilo di raccordo tra l’Altopiano stesso e la Collina di Torino: l'Altopiano risulta debolmente sollevato e l'inclinazione della sua superficie sommitale aumenta di alcuni gradi al raccordo con la Collina.