La pianura alluvionale del Musone si sviluppa tra la dorsale carbonatica marchigiana (rocce sedimentarie costituite da minerali carbonatici primari) e le dorsali minori di Cingoli e del Conero, mentre i depositi della pianura insistono sulla sequenza plio-pleistocenica del bacino marchigiano esterno. L’estensione è di circa 107 chilometri quadrati, a sud di Ancona, verso il confine con la provincia di Macerata. Inizia ad est della dorsale di Monte Acuto ed è limitata dai versanti pelitici (argilla) plio-pleistocenici, ad eccezione del tratto tra Cingoli e Staffolo. Il tratto iniziale della pianura, che è orientato in direzione est-ovest, è poco più largo di un chilometro fino all’altezza di Filottrano. Quindi, tra Santa Maria Nuova e Recanati, l’orientamento è nord-ovest sud-est, e l’ampiezza raddoppia. Infine riprende l’andamento est-ovest e l’ampiezza arriva a circa 4 chilometri. L’andamento è controllato dalla tettonica, per cui la valle del Musone è una valle di faglia, impostata su linee tettoniche trasversali, che ne hanno condizionato l’evoluzione.

L’attuale assetto geomorfologico è quindi connesso all’evoluzione neotettonica del bacino, attuatasi nel tardo Pleistocene e nell’Olocene, ed in particolare all’interazione tra sollevamento pleistocenico ed eventi climatici quaternari. A questi ultimi è legata la deposizione dei differenti ordini di terrazzi alluvionali. I depositi terrazzati sono presenti in lembi isolati nella parte montana del bacino, mentre presentano una modesta estensione nella parte medio-alta della pianura, nel tratto tra Cingoli e Santa Maria Nuova. A valle di tale località il terrazzo del Pleistocene superiore si abbassa progressivamente sino ad essere sovralluvionato e sepolto dai sedimenti della piana attuale.

L’alveo del fiume Musone presenta un andamento simile a quello della pianura e, come per la pianura, la sua evoluzione recente risulta fortemente condizionata dalla tettonica. L’attività neotettonica è quindi responsabile della migrazione verso sud dell’asta fluviale e ciò ha condizionato i processi deposizionali ed erosivi all’origine dell’attuale pianura e, conseguentemente, la geometria dei corpi sedimentari. Tra Cingoli e la congiungente Filottrano-Offagna, l’alveo incide il substrato con rare soluzioni di continuità. Tra la confluenza del Fiumicello e Recanati, l’alveo risulta in molti tratti impostato nel substrato, poi, a valle di Recanati, insiste sempre nelle alluvioni.