Sedimentos consolidados da idade Quaternária estão presentes não só na forma das extensas areias do Kalahari, que cobrem grande parte do leito rochoso a profundidades variáveis, mas também na forma de aluviões de inundação. Os canais do rio e as zonas a eles adjacentes são caracterizados pela presença de lodo, areia e pedregulhos, onde se concentram grandes planícies de inundação. Notase também uma acumulação considerável de areia grossa nos canais dos afluentes do Shashe e do Motloutse.

Na porção Austral (sul-africana) da bacia, o Complexo Ígneo Bushveld forma uma característica geológica extremamente importante, e contém uma proporção muito significativa da riqueza mineral da região. As características geológicas desta área consistem principalmente de mafic básico e pedras intrusas ultramafic, juntamente com extensas áreas de rochas intrusas ácidas e intermédias. Na periferia Austral e Oriental desta área, ocorrem grandes formações de dolomite e pedra calcária, juntamente com uma mineralização extensa ao longo das suas zonas de contacto.

Na porção austral da bacia, as extensas rochas sedimentares ricas em carbono do sistema Karoo contém enormes reservas económicas de carvão e são locais de intensivas actividades de mineração de carvão na África do Sul.

A parte baixa da Bacia do Limpopo é caracterizada por extensas planícies de erosão, imergindo suavemente em direcção à costa. O cinturão do litoral é caracterizado por uma área de dunas com uma largura de 30 km, mas atingindo 100 km em certos locais. O Baixo Limpopo consiste largamente de rochas sedimentares não consolidadas e consolidadas com intrusões graníticas salientes como restos de erosão na paisagem.