La estructura de la Cordillera Vascocantábrica es el resultado de una serie de procesos geodinámicos que han tenido lugar durante el Mesozoico y el Terciario. Los procesos de "rifting" y la deriva antihoraria de la placa ibérica marcan esta evolución. La colisión con Europa determina la aparición de los Pirineos y su prolongación occidental: Montes Litorales, Sierra de Cantabria, etc. Litológicamente, predominan los materiales Mesozoicos (flysch cretácico, calizas, dolomías y margas Jurásicas, areniscas, conglomerados, arcillas y yesos del Triásico, calizas urgonianas, formaciones detríticas supraurgonianas...) y, en menor grado, los Terciarios (lutitas y areniscas paleocenas-eocenas). Las estructuras zonales, típicas del Pirineo, se modifican sustancialmene hacia el oeste, ya que la existencia de una serie de núcleos paleozoicos emergidos durante el plegamiento Pirenaico perturbaron el trazado de los pliegues, adoptando éstos un dispositivo en arco que recibe el nombre de "Arco plegado vasco". En Bizkaia, los materiales presentan un trazado noroeste-sureste que, al penetrar en Gipuzkoa, se incurvan adoptando una orientación oeste-este, primero, y suroeste-noreste después, dibujando un arco con concavidad norte. La red hidrográfica presenta un marcado carácter torrencial. Son ríos cortos (50-60 km) que deben salvar importantes desniveles en reducidos intervalos, modelando una serie de valles estrechos, de perfil transversal en V y de acusado perfil longitudinal. Todos estos ríos, -excepto el tramo final del sistema Nerbion-Ibaizabal y el Mungia-, inciden transversalmente las estructuras mencionadas anteriormente, modelando una serie de valles de trazado general sur-norte, estrechos y escarpados, separados por interfluvios abruptos, sobre todo cuando predominan los afloramientos de rocas duras. La red fluvial secundaria se encaja paralelamente a las estructuras dibujando ángulos más o menos rectos cuando conecta con la red principal. Los Montes Litorales se caracterizan por presentar relieves de cabecera típicos de una zona de montaña media, con alturas entre los 1000 y 1500 metros. Una segunda característica es la escasa masividad de las estructuras (< 500 km²), con neta discontinuidad del relieve y una situación de proximidad al litoral muy acusada. Merece destacarse la importancia de las morfoestructuras calizas que van a constituir los relieves dominantes en cabecera y en los interfluvios, presentando éstos un típico modelado kárstico, tanto a nivel del exokarst como del endokarst. El resultado de todo es una serie de cuencas hidrográficas alargadas drenadas por cursos de perfil longitudinal marcadamente fluvio-torrencial (2-3 % de pendiente media, aunque en cabecera se rebasa el 50 %). Son cuencas pequeñas (< 1000 km², excepto la del Nerbion-Ibaizabal), de trazado dendrítico, alimentación pluvial y discordantes con la estructura. Los valles fluviales presentan perfiles transversales en V, muy marcados, con un relleno de fondo de valle exiguo, tanto longitudinal como transversalmente. Todos los cursos de agua importantes alcanzan el litoral mediante una serie de estuarios, del tipo ría, parcialmente colmatados por sedimentos Holocenos.