De ijstijden
Het Saalien: De basis voor het huidige Friese landschap is gelegd in de voorlaatste ijstijd, het Saalien, tussen 370.000 en 130.000 jaar geleden. Tijdens het grootste deel van die ijstijd lag Fryslân onder het landijs. De oorsprong van veel landijs lag in Scandinavië en daarvandaan transporteerden de gletsjers klei, zand en stenen naar Fryslân. Een mengsel van deze materialen bevindt zich nu als zogenaamd keileem in de bodem.
Het Weichselien: In de laatste ijstijd, het Weichselien, tussen 115.000 en 10.000 jaar geleden, bereikte het landijs zelf Fryslân niet meer. Wel heerste er tot ongeveer 10.000 jaar geleden een arctisch klimaat en zag de provincie er als een grote, glooiende toendra uit. Sterke winden zorgden voor enorme zandverstuivingen; een deel van dat zand kwam vermoedelijk uit het droge Noordzeebekken. Na verloop van tijd was heel het land onder een dikke laag dekzand verdwenen.
Het einde van het Weichselien luidde tevens het einde van het Pleistoceen in en het begin van het Holoceen, de geologische tijdsperiode waarin we nu leven.
Het oprukkende veen
Aanvankelijk was de Noordzee nog land, maar aan het eind van het Weichselien veroorzaakte het afsmeltende ijs van de gletsjers een snelle stijging van de zeespiegel. De kustlijn schoof op richting Fryslân. Landinwaarts waar het water moeilijk weg kon, begonnen veenmoerassen de keileem en het dekzand te bedekken. Het veengebied breidde zich in de loop van de volgende duizenden jaren geleidelijk verder uit en bedekte uiteindelijk vrijwel het gehele zandgebied van Fryslân.
Strandwallen, kwelders en wadden
Het veen aan de kust werd door inbraken van de verder stijgende zee soms weer weggeslagen en/of bedekt met sediment. Riviermondingen werden door de getijdestromen uitgeschuurd tot brede inhammen of estuaria. Op deze wijze ontstonden de Marneboezem, de Middelzee, de Zuiderzee, de Lauwerszee en de Fivelboezem. Het door de zee gevormde landschap met getijdegeulen, zandplaten, slik, kwelders, kwelderwallen, kweldervlaktes, prielen, kreken en oeverwallen won terrein ten koste van het veengebied. Dit kustgebied bleef tot de 6e eeuw v. Chr. min of meer onbewoond.
Al lange tijd lag er een wadden- en zeekleilandschap tussen de strandwallen en de hogere venen in het achterland. Dit was met de stijgende zeespiegel steeds hoger komen te liggen tot het niveau dat het voor boeren interessant werd. De hogere kwelderdelen boden met hun vruchtbare, goed ontwaterde, lichte en kalkrijke bodems voor veetelers goede mogelijkheden. Sommige kwelders waren mogelijk al generaties lang door boeren uit de zandgebieden als zomerweiden in gebruik geweest, voor zij zo rond 600 v. Chr. permanent bewoond raakten.
Ontginning van het veen
Vanaf de tiende eeuw kwam geleidelijk aan een einde aan de terpentijd. In de loop van de 10e eeuw maakten dijken het verder bouwen aan gezamenlijke terpen min of meer overbodig. De uitbreiding van de bevolking van de kwelders in combinatie met de verdere zeespiegelrijzing zijn waarschijnlijk de directe redenen geweest voor de grootschalige ontginning van het binnenland. Hoe dan ook: vast staat dat sinds de late 9e en vroege 10e eeuw enorme oppervlakten aan het landbouwareaal werden toegevoegd. Om veengrond te kunnen benutten voor akkerbouw en veeteelt is het nodig sloten te graven opdat de bovenste veenlagen droger worden. De meest efficiënte ontwatering wordt verkregen door de sloten haaks op de hoogtelijnen te graven, dus van laag naar hoog, en deze aan te laten sluiten op het natuurlijke afwateringssysteem. De ontginningssloten werden relatief dicht bij elkaar aangelegd, waarmee smalle percelen ontstonden: de karakteristieke strokenverkaveling.
