Geomorfologický podcelek Holešovská plošina je úpatní proluviální plošina o rozloze 97 km2, střední výšce 218 m a stř. sklonu 0°59´. Holešovská plošina leží v jih.–vých. části Hornomoravského úvalu. Oblast je na Z vymezena Středomoravskou nivou, na SV Kelčskou pahorkatinou, na V Hostýnskými vrchy a na J Vizovickou vrchovinou. Holešovská plošina leží v jih.–vých. části geomorfologického celku Hornomoravského úvalu.
Geologický podklad území je budován neogenními a kvartérními sedimenty. Podloží Holešovské plošiny je tvořeno horninami flyšového pásma Karpat, které byly v miocénu plošně nasunuty k SZ přes karpatskou předhlubeň. Představují je sedimenty karpatu a badenu, které vyplňují předhlubeň Západních Karpat. Sedimentace v období karpatu byla ukončena hrubými klastiky kroměřížského souvrství, jejichž valounový materiál byl odvezen z čela nasouvaných karpatských příkrovů.
Na nerovný paleogenní povrch, modelovaný erozí a případně tektonikou, transgredovaly sedimenty, které jsou řazeny do pliocénu, případně až do nejstaršího kvartéru. Litologicky v nich převažují silty a jíly, často nepravidelně nestejnozrnně písčité, které v některých polohách přecházejí až do jílovitých písků. Mocnost tohoto souvrství dosahuje v Holešovské plošině až kolem 150 m. Typické zbarvení pliocenních sedimentů je cihlově červené a rezavě hnědé.
Pozn.: pliocénní pestré jíly s vložkami písků vystupují v okolí Němčic.
Sedimenty pliocénu jsou překryty kvartérními sedimenty. Plošně nejrozsáhlejší jsou pleistocenní eolické sedimenty a fluviální sedimenty. Ojediněle vystupují fluviální písky až písčité štěrky hlavní terasy. Nejmladšími sedimenty jsou deluviofluviální sedimenty a fluviální nivní (povodňové) hlíny řeky Rusavy, které jsou vázány již na období holocénu. Kvarterní sedimenty se podílely na formování mohutného náplavového (dejekčního) kuželu v podhůří Hostýnských vrchů.
Pozn.: předpokládá se, že Holešovská plošina se kdysi vyvíjela postupně z kotliny, do níž byly nepravidelně ukládány horniny spláchnuté z okolních svahů a vyplňující nerovnosti dna kotliny. Jednotlivé vrstvy často nejsou uloženy v úrovních, které by souvisle probíhaly pod povrchem území. Naopak, stejné sedimenty leží v nejrůznějších polohách, takže zeminy zjištěné v jednom vrtu v určité úrovni se v blízkém vrtu vůbec nevyskytují. Tyto nepravidelnosti poukazují na křížové zvrstvení sedimentů.
Největší mocnosti kvartérního souvrství jsou ověřeny v prostoru deprese v reliéfu předkvartérních hornin j. od Holešova, kde dosahují mocností nejčastěji 40 m, nejvíce až 60 m. V širším okolí deprese pak mocnost prudce klesá na 15–25 m.
Holešovská plošina byla vymezena v prostoru, kde rovinatý georeliéf Hornomoravského úvalu vybíha jako klín mezi sousední pahorkatiny a vrchoviny. Plochý reliéf, vyznačující se mírným sklonem směrem k JZ, postupně přechází směrem k V do členitějších tvarů Hostýnských vrchů a Kelčské pahorkatiny.
Osu území tvoří říčka Rusava se svou nivou. Ostatní plochy vyplňují sprašové pokryvy a spojené náplavové kužely vodních toků. Vytvořil se tak typ georeliéfu označovaný jako piedmontová nížina. Šíří se výškách okolo 200–250 m, hlavně již. od toku Rusavy. Nejvyšším bodem je kóta s nadmořskou výškou 325 m.
Na Holešovsku probíhala těžba cihlářských hlín na ložisku Holešov–Žopy. V současnosti již probíhají sanační a rekultivační práce.
Holešovská plošina leží převážně ve 2. vegetačním stupni. Půdy Holešovské plošiny jsou velmi úrodné, proto bezlesé a převážnou část tvoří intenzívně obhospodařované pole. Jižně od Holešova byla na rezervoárech podzemní pitné vody vybudována sporná průmyslová zóna.
Předmětem ochrany přírody je EVL Skalky u Záhlinic a EVL mokřad Pumpák u Hulína.