L'histoire géologique de l'aire AOC Bergerac se raccroche à celle plus générale de l'est du Bassin aquitain, c'est une succession depuis le Crétacé (-135 à -65 millions d'années environ) de dépôts d'origine continentale, marine, lacustre.
La Dordogne perpétue cette tradition depuis sa mise en place au début de l'ère quaternaire (- 2 millions d'années) en traversant toutes les formations tertiaires d'est en ouest et en abandonnant ses alluvions.
Ces affleurements calcaires ont été soumis à des climats tropicaux humides à l'ère tertiaire et donc dégradés, ce qui donne parfois des épaisseurs d'altérites très argileuses aux sommets des plateaux calcaires, altérites parsemées de silex très souvent taillés, abandonnés par les populations préhistoriques.
A partir de l'Oligocène (-34 millions d'années), la sédimentation devient nettement plus d'origine fluviatile et donne des dépôts sablo-graveleux qui affleurent au nord de l'appellation, de Bergerac.
Jusqu'à l'Eocène (-53 à -34 millions d'années), les apports continentaux proviennent du Massif Central et peut-être plus précisément du Limousin, la pente générale est du nord vers le sud. La formation des Pyrénées amène une inversion, la pente globale de la région devient sud-nord.
Finalement, géologiquement, l'aire AOC Bergerac se divise en cinq ensembles :
- le nord-est où affleurent les calcaires crétacés
- l'est où dominent le sidérolithique et les dépôts argilo-sableux éocènes, Pécharmant, Rosette,
- le nord recouvert par le Landais sablo graveleux oligocène,
l'ouest où alternent molasses de l'Agenais et calcaires lacustres tertiaires,
le sud où l'alternance des dépôts tertiaires est plus nombreuse.
A petite ou moyenne échelle, les formes du relief de l'aire AOC Bergerac présentent un ensemble de plateaux disséqués par beaucoup de vallées drainées ou sèches (en milieu calcaire), un ensemble principalement entaillé par la vallée de l'Isle au Nord, de la Dordogne au centre et du Dropt au sud. L'appellation s'étend sur une partie des trois bassins formés par ces rivières, la première et la troisième étant les affluents de la deuxième.
GAGEAC ROUILLAC :
Les plateaux du sud de l'aire présentent un tout autre aspect, extrêmement viticole entre la Dordogne et la Gardonette, ce qui correspond aux appellations Monbazillac et Saussignac, et avec un mélange vigne - polyculture au sud de la Gardonette.