Η γεωλογική εξέλιξη του ποταμού και της ευρύτερης περιοχής που διαρρέει συνοψίζεται σε τρία βασικά στάδια (ΥΠΕΧΩΔΕ. 1996):
1) Άνοδος της στάθμης της θάλασσας και είσοδος αυτής στο χώρο της λεκάνης της Θεσσαλονίκης.
2) Πρόσχωση κόλπου Γιαννιτσών-Θεσσαλονίκης
3) Ανθρώπινη επέμβαση
Τα στάδια της παλαιογεωγραφικής εξέλιξης της ευρύτερης λεκάνης της Θεσσαλονίκης, μέσα στην οποία εντάσσεται και ο Γαλλικός ποταμός, συνοψίζονται στα εξής (ΥΠΕΧΩΔΕ. 1992):
-Στους προηωκαινικούς χρόνους δημιουργήθηκε μια καμπύλωση της περιοχής Θεσσαλονίκης –Γιαννιτσών και σχηματίστηκε σύγκλινο σαν αποτέλεσμα των έντονων ηπειρογενετικών καθοδικών κινήσεων που πιθανώς συνοδεύονταν και από επιμήκη ρήγματα. Οι διαταραχές αυτές υποβοήθησαν στην εισχώρηση της άνω-ηωκαινικής θάλασσας. Τα ιζήματα της περιόδου αυτής είναι κυρίως θαλάσσιας φάσης.
-Στα επόμενα χρόνια ανοδικές και καθοδικές κινήσεις προκάλεσαν τη χέρσευση της περιοχής. Μεταξύ του ανώτερου ολιγόκαινου και κατώτερου μειόκαινου δημιουργήθηκαν επιμήκη ρήγματα για να προσδώσουν τελικά στην περιοχή τη μορφή της τεκτονικής τάφρου.
-Η τεκτονική αυτή τάφρος εξελίσσεται στους επόμενους χρόνους σε βύθισμα λόγω πλήρωσης της από ιζήματα.
-Στη διάρκεια του Σαρματίου-Ποντίου εκδηλώνεται μια τεκτονική δράση και η περιοχή λαμβάνει εκ νέου τη μορφή της τάφρου, ενώ στο κατώτερο Πλειόκαινο δημιουργήθηκαν κλειστές λίμνες όπου αποτέθηκαν ιζήματα.
-Στην αρχή του τεταρτογενούς ταυτόχρονα με τις μεγάλες τεκτονικές κινήσεις που παρατηρήθηκαν γενικά στον Ελλαδικό χώρο, επαναδραστηριοποιήθηκαν τα παλιά ρήγματα και δημιουργήθηκαν επιπλέον νέα επιμήκη και εγκάρσια με αποτέλεσμα να λάβει μορφή τεκτονικής τάφρου και ο χώρος της λεκάνης της Θεσσαλονίκης να καταληφθεί από τη θάλασσα του τεταρτογενούς.
Στη διάρκεια του τεταρτογενούς, ο βυθός της θάλασσας παρουσίασε αυξομειώσεις λόγω των ανοδικών – καθοδικών τεκτονικών και ευστατικών κινήσεων με διαφοροποίηση της θαλάσσιας στάθμης και δημιουργία αλλεπάλληλων επικλίσεων-αποσύρσεων με αποτέλεσμα οι ακτές της θάλασσας να αλλάζουν συνεχώς (ΥΠΕΧΩΔΕ. 1992).
Μετά το τέλος και της τελευταίας παγετώδους περιόδου, οι θαλάσσιες αποθέσεις και οι αποθέσεις των δέλτα εξελίχθηκαν σε λιμναίες και ποταμοχειμάρριες γύρω από τα κράσπεδα και στα ανώτερα άκρα της λεκάνης (ΥΠΕΧΩΔΕ. 1992).
Οι συνθήκες αυτές συνεχίστηκαν και μέχρι τις αρχές του 4ου π.Χ., όταν η πρωτεύουσα των Μακεδόνων, η Πέλλα, ήταν μια παραλιακή πόλη, δεξιά και αριστερά της οποίας χύνονταν οι δυο μεγάλοι ποταμοί, ο Αξιός και ο Αλιάκμονας. Τότε η ακτή έφθανε σε ευθεία γραμμή μέχρι το ύψος των Γιαννιτσών. Η ταχύτητα σχηματισμού λιμνοθαλάσσιων και ποτάμιων αποθέσεων αυξήθηκε και ενισχύθηκε από την απόσυρση της θάλασσας στη σημερινή περίπου θέση.
Αρχικά οι δυο ποταμοί δημιούργησαν τα αλλουβιακά ριπίδια, όπως και τα διαδοχικά δέλτα σε σχήμα ράχης από άμμους με αποτέλεσμα να δημιουργηθεί στο κέντρο της λεκάνης η λιμνοθάλασσα των Γιαννιτσών και έλη στα κατάντη της περιοχής αυτής από τον 4ο π.Χ. αιώνα μέχρι το 100 μΧ. Καθώς, όμως, η θάλασσα αποσύρθηκε, οι δυο ποταμοί άλλαξαν κοίτες προς την ακτή, γιατί οι παλιότερες γέμισαν με ιζήματα. Η ιζηματογένεση στη λεκάνη της θεσσαλονίκης συνεχιζόταν με την ανάπτυξη αμμούχων δέλτα. Τέλος η λίμνη των Γιαννιτσών αποξηράνθηκε το 1930 με αποτέλεσμα τη δημιουργία μιας εύφορης πεδιάδας.
Γαλλικός ποταμός 