Территория Витебской области расположена в пределах Восточно-Европейской платформы. Геологическое строение платформы двухъярусное. Здесь на кристаллическом фундаменте, сложенном метаморфическими и магматическими породами и имеющем архейско-раннепротерозойский возраст, залегает платформенный чехол. Последний почти целиком состоит из осадочных пород, которые в ряде районов прорываются магматическими образованиями или переслаиваются с ними. Глубина залегания кристаллического фундамента на территории Витебской области изменяется от нескольких десятков метров до 5-6 км.
По вещественному составу в фундаменте Витебской области выделены два гранулитовые и одна гранитогнейсовая геоструктурные области. Это Белорусско-Прибалтийский гранулитовый пояс, Витебский гранулитовый массив, Центрально-Белорусская (Смолевичско-Дрогичинская) гранитогнейсовая зона (рис. 1.2.1) 
.
Белорусско-Прибалтийский гранулитовый пояс, прослеживаемый по аномалиям магнитного и гравитационного полей, протягивается широкой полосой на западе Беларуси и продолжается в юго-восточную Польшу и южную Эстонию. Это одна из крупнейших структур фундамента западной части Русской плиты; общая длина пояса превышает 1000 км, ширина колеблется от 50 до 150 км. В пределах Витебской области ее ширина не превышает 70 км.
Витебский гранулитовый массив, выделенный только по геофизическим данным, расположен на северо-востоке области
Центрально-Белорусская (Смолевичско-Дрогичинская) гранитогнейсовая зона шириной от 60 до 80 км протягивается через центральную часть Витебской области в северо-восточном направлении более чем на 150 км от границы между Восточно-Европейской и Западно-Европейской платформами (линия Тейссейра-Торнквиста) до широты Полоцка [1].
По глубине залегания кристаллического фундамента (мощности чехла) на территории Витебской области выделяются обширная положительная структура -Белорусская антеклиза, крупная отрицательная структура - Оршанская впадина и структура с глубиной залегания фундамента, промежуточной между отрицательными и положительными структурами -Латвийская седловина (рис. 1.2.2). 
.
Белорусская антеклиза занимает центральную часть территории Витебской области. Это тектоническая область с высоким (до +0,1 км) залеганием фундамента. В плане антеклиза имеет форму разностороннего треугольника, основание которого тянется в субширотном направлении.Белорусская антеклиза формировалась как остаточная положительная структура в результате разновременного прогибания сопредельных отрицательных структур: Оршанской впадины на востоке (раннебайкальский этап), Балтийской синеклизы и Подлясско-Брестской впадины на западе (каледонский этап), Припятского прогиба на юго-востоке (герцинский этап). Поэтому в своде антеклизы на породах фундамента залегают четвертичные образования, а на ее склонах появляются отложения, выполняющие сопредельные отрицательные структуры. К Витебской области приурочены: северо-западный и восточный склоны Белорусской антеклизы, которые выделяются соответственно как Прибалтийская и Приоршанская моноклинали. В пределах первой из них поверхность фундамента полого погружается в сторону Балтийской синеклизы, в пределах второй — в сторону Оршанской впадины [2].
Оршанская впадина занимает северо-восточную часть, выходит за границы Витебской области и имеет площадь 250 х 150 км.Она граничит со следующими структурами: Бобруйским погребенным выступом Белорусской антеклизы, Жлобин-ской седловиной и Суражским погребенным выступом Воронежской антеклизы — на юге, Вилейским погребенным выступом Белорусской антеклизы и Латвийской седловиной — на западе и северо-западе, Воронежской антеклизой и Велижской седловиной — на востоке и северо-востоке.
В региональном плане в пределах Оршанской впадины наблюдается погружение поверхности фундамента на север-северо-восток от —0,8 до —1,7 км. В целом для впадины характерны относительно крутые борта и плоское дно.
Во впадине выделяются Витебская и Могилевская мульды, разделяющий их Центрально-Оршанский горст, и Червенский структурный залив
Витебская мульда представляет собой овальную, слегка асимметричную структуру субмеридионального простирания. Ее размер -100 х 80 км. Максимальное погружение фундамента (—1672 м) отмечено в осевой части мульды на территории Смоленской области России.
Могилевская мульда имеет изометричные контуры. Наибольшая достигнутая бурением глубина поверхности фундамента в ней характеризуется отметкой—1143 м, однако, по геофизическим данным, есть участки, где фундамент залегает глубже (-1,4 км).
Центрально-Оршанский горст сечет впадину с юго-запада на северо-восток. С юго-востока он ограничен Смоленским разломом амплитудой 150—200 м, с северо-запада — Оршанским разломом амплитудой 70—80 м. В пределах горста поверхность фундамента приподнята относительно разделяемых им Витебской и Могилевской мульд на 100—200 м. Протяженность Центрально-Оршанского горста — 35, ширина — 8 км.
Червенский структурный залив, отходящий на юго-запад от Могилевской мульды, глубоко вдается в восточный склон Белорусской антеклизы и является юго-западным центриклинальным замыканием Оршанской впадины. Структурный залив простирается в северо-восточном направлении на расстояние более 90 км. Наибольшая глубина залегания поверхности фундамента здесь характеризуется абсолютной отметкой немногим более —0,9 км. В юго-западной части Червенского структурного залива сейсморазведкой и бурением выявлен ряд слегка асимметричных локальных поднятий типа брахиантиклиналей с амплитудой 50—100 м. Размеры наиболее крупных из них достигают 30 х 15 км. В пределах одного из таких поднятий — Осиповичского — создано подземное хранилище газа, который закачивается в перекрытые покрышкой терригенные породы рифея.
Основной этап формирования Оршанской впадины — ранне-байкальский. С ним связаны максимальное погружение впадины, накопление мощной толщи крас но цветных песчаников оршанской свиты рифея, образование названных выше структур. На раннебайкальском этапе Оршанская впадина развивалась как самостоятельная структура.
К Латвийская седловина занимает площадь 120 х 95 км, однако на территорию Беларуси она заходит лишь на небольшом участке в северной части страны (см. рис. 2). Седловина соединяет Белорусскую антеклизу с Балтийским щитом. По поверхности фундамента она имеет меридиональное простирание. В ее осевой части фундамент залегает на отметках —0,6 км на юге и —0,9 км на севере. Поверхность фундамента погружается на запад в сторону Балтийской синеклизы до —0,7 км и на восток в сторону Оршанской впадины до —1,4 км и воздымается к югу в сторону Белорусской антеклизы до —0,5 км.
