Düzce Ovası, Türkiye'nin kuzeyinde, jeolojik süreçlerin etkisiyle şekillenen önemli bir doğal yapıdır. Bu ova, tektonik hareketler sonucunda meydana gelen çöküntü havzası ile çevresindeki dağlık alanların arasındaki uyumlu bir dengeyi temsil eder. Hem tarım hem de doğal yaşam açısından zengin olan Düzce Ovası, tarih boyunca insan yerleşimi için cazip bir alan olmuştur.

Düzce Ovası, Kuzey Anadolu Fay Hattı üzerinde oluşmuş tektonik kökenli bir ova dır. Ova, kabaca kare biçiminde olup doğu-batı boyutu 23 km, kuzey-güney boyutu ise 20 km kadardır. Kenarlarındaki engebeli girinti çıkıntılar dikkate alınarak alanı 360,5 km² olarak hesaplanmıştır. Düzce Ovası'nın oluşumu şu şekilde özetlenebilir:

• Jeolojik zaman. Düzce Ovası, jeolojik zamanda biriken tortulların III. Jeolojik dönem başlarında, Alp-Himalaya kıvrımları oluşurken ortaya çıkmıştır.
• Yükselme. Zamanın ortalarındaki aşınmadan sonra bütün halinde tekrar yükselmiştir.
• Fay hattı. Bu yükselme esnasında Kuzey Anadolu Fay Hattı oluşmuştur. Bu hat, Düzce Ovası'nın güneyinden geçmektedir.
• Çöküntü havzası. Ova, bu fay hareketlerinin etkisiyle oluşmuş bir graben alanıdır.

Düzce Ovası, alüvyal birikintilerle doldurulmuştur. Kenar kısımlarda koluvyal birikintiler de bulunur.