Grote abiotische diversiteit
De Havelterberg is samen met de Bisschopsberg, de Woldberg en het gebied bij Steenwijk ongeveer 150.000 jaar geleden opgestuwd door landijs in de voorlaatste ijstijd, het Saalien. Als we naar heel Noord-Nederland kijken, dan zien we dat in die tijd het landijs zich uitbreidde van noordoost naar zuidwest en dat er een stuwwallengordel werd gevormd waar niet alleen bovengenoemde stuwwallen deel van uitmaken, maar ook de Hoge Berg op Texel, het eiland Wieringen in Noord-Holland en Gaasterland in Friesland (plaatje landijsuitbreiding stiboka met stuwwallen N-Ned).
Als gevolg van het langzaam schuivende en honderden meters dikke pakket landijs, werden noordoost-zuidwest gerichte keileemruggen gevormd die in het westelijke gedeelte van Drenthe, maar ook in Noordoost-Friesland en in het Groninger Westerkwartier zo kenmerkend zijn voor de landschappelijke hoofdstructuur. Het iets ten noorden van de Havelterberg gelegen Wapserveen is een zeer langgerekt dorp dat is ontstaan op een dergelijke keileemrug.
De ruggenstructuur, de ligging van de landijstong en van de stuwwalstructuren zijn goed herkenbaar op de hoogtekaart.
Anders dan bij de stuwwallen in midden-Nederland, komt op de Havelterberg ook keileem vrijwel aan de oppervlakte voor. Volgens de huidige theorieën zijn eerst de stuwwallen gevormd en is bij een latere uitbreidingsfase het landijs over de Havelterberg geschoven, waardoor na het afsmelten van het ijs keileem op de Havelterberg werd achtergelaten.
Keileem is sterk door elkaar gemengd materiaal dat met het landijs meegenomen is vanuit Scandinavische richting en dat na het afsmelten van het ijs als een puinhoop werd achtergelaten. Keileem heeft een dichte structuur als gevolg van het hoge gehalte aan klei- en leemdeeltjes, maar bevat ook zandig materiaal, grind en stenen. De grootste stenen zijn gebruikt door de hunebedbouwers van de Trechterbekercultuur (ca. 5000 - 6000 jaar geleden). De hunebedden met nummers D53 en D54 nemen een prominente plaats in aan de voet van de Havelterberg.
Het afgezette keileem op de Havelterberg is van verschillende herkomst en samenstelling. Dat komt waarschijnlijk doordat het afkomstig is uit verschillende gebieden: uit Zuidwest-Scandinavië en Denemarken (kalkhoudende en vuursteenrijke keileem), uit Midden-Zweden (kalkloos en geen vuursteen) en uit Zuidwest Finland (rode schollenkeileem). Het keileem is hier en daar dun of zelfs afwezig, maar op andere plaatsen meters dik. Dit grillige voorkomen en de wisselende samenstelling vormen samen een zeer gevarieerde abiotische basis, waardoor dit gebied ook in ecologische zin bijzonder is met een grote verscheidenheid aan plantensoorten.
Waar de ijstong gelegen heeft, die de Havelterberg heeft gevormd, ligt nu een gletsjerbekken. Door de ijstong zijn de grondlagen opzij- en vooruitgedrukt. Als gevolg van erosie door smeltwater is het glaciale bekken ongeveer 15 meter diep geworden. Later is dit bekken weer opgevuld met veen en zand, waardoor het diepe dal momenteel aan de oppervlakte minder opvalt.
In het glaciale bekken zijn enkele tienduizenden jaren geleden dekzandduintjes gevormd tijdens de laatste ijstijd (Weichselien). Deze duintjes liggen nu tot aan hun top in enkele meters dik veen. Doordat de duintjes uit ander materiaal bestaan dan de omgevende veengronden is er sprake van een ongelijkmatig ingeklonken oppervlakte met een sterk microreliëf.
Hoe meer het veen ontwaterd wordt, hoe meer het veen wordt afgebroken en gaat oxideren en hoe groter de reliëfverschillen worden. Ook dit voormalige gletsjerbekken is dus ecologisch zeer bijzonder. De duintjes functioneren als lokale inzijgingsgebieden en aan de randen van de duintjes kan kwelwater de oppervlakte bereiken, waardoor zelfs kwelindicerende soorten als waterviolier kunnen voorkomen. De Doeze ten noorden van het Hunehuis is een prachtig voorbeeld van een uitgestoven kom met een veenbodem uit deze periode.
De laatste stuiptrekking in de ijsuitbreiding in het Saalien, die de Hondsrug en parallelle ruggen gevormd heeft, met de zo kenmerkende noordwest-zuidoost richting, heeft geen invloed gehad op Zuidwest Drenthe en dus ook niet op de Havelterberg.
De zuidrand van het stuwwalcomplex van de Havelterberg heeft een haarscherpe overgang met een hoogteverschil van 15-18 meter naar de veel lager gelegen veengebieden. Deze abrupte overgang is het gevolg van erosie door de Vecht in een latere periode van het Saalien waarin veel smeltwater in westelijke richting werd afgevoerd. De situatie lijkt op de zuidrand van de Veluwe, waar de Rijn een deel van de Utrechtse Heuvelrug heeft aangevreten en er nu ook sprake is van een steilrand vanaf de stuwwallen naar het rivierengebied.