Le tracé en demi-cercle, d’ouest en est de la rivière est lié à la composition géologique du bassin. Son sous-sol est composé de craie, sables et argiles. L’ensemble est soulevé selon un axe orienté ouest-est qui affleure dans le Mélantois, avec une inclinaison vers le nord. Le Dôme du Mélantois est le point de contact entre la craie dont il est composé, et les sables qui forment une dépression de chaque côté (les sables correspondent aux zones marécageuses). Il est coupé par la Marque depuis Sainghin jusque Tressin, dès que la craie blanche à l’ouest laisse place à une craie marneuse (plus tendre et humide). Une fois la dépression sableuse passée, la rivière poursuit son chemin en longeant les talus argileux. Le Mélantois constitue une voie de circulation plane et sèche entre marais de sables et collines d’argile qui valurent le surnom de pont de craie à la voie romaine qui l’emprunte.