Il tratto terminale della piana valliva del Metauro raggiunge l'ampiezza di circa 5 km se si esclude la piana alluvionale del T. Arzilla che si immette direttamente sul mare ma che costituisce con quella del Metauro, un'unica ampia superficie costiera. La piana è costituita di depositi alluvionali ghiaioso-sabbiosi che raggiungono spessori assai elevati (fino a oltre 50 m).

Al termine dell'ultimo glaciale, con il ritorno a condizioni temperate, il fiume ha iniziato a erodere i depositi del Pleistocene superiore. L'erosione è iniziata probabilmente già 16-17.000 anni fa, ma ha avuto la sua massima espressione nell'Olocene. L'erosione non è stata continua, ma interrotta da ripetuti episodi minori di alluvionamento e di ampliamento del fondovalle legati a variazioni climatiche. A questi eventi sono riconducibili i numerosi terrazzi minori che si osservano in prossimità dell'alveo del fiume. Alcune di queste fasi morfogenetiche recenti, ricostruite in bacini fluviali limitrofi risalgono a 3.000-4.500 anni fa e tra 1.800 e 1.500 anni fa circa (200-500 d.C.).

Nella piana costiera del Metauro si possono osservare migrazioni laterali recenti dell'alveo o modeste oscillazioni laterali del corso d'acqua, tra gli episodi di spostamento dell'alveo possiamo ricordare come esempi la migrazione di una blanda ansa fluviale di fronte alla "Costa delle Balze" o Ripe di Ferriano, con spostamento di 250-300 m.

Sezioni geologiche della piana alluvionale

Il profilo longitudinale del substrato pre-alluvionale si trova molto al di sotto dell'attuale livello del mare e rappresenta l'antica valle incisa in prevalenza nelle argille del Pliocene medio. Ha forma di ampio truogolo dai fianchi ripidi e dal fondo debolmente inclinato e irregolarmente ondulato. L'incisione della paleovalle è riferibile alla fase di escavazione del substrato relativa all'ultimo abbassamento del livello del mare (Pleistocene superiore). La successiva deposizione delle alluvioni fluviali termina nell'Olocene avanzato.