Kondisi geologi dan tanah merupakan faktor terpenting yang mempengaruhi penyebaran vegetasi. Walaupun secara umum, pengetahuan tentang penyebaran tanah di wilayah TNGP masih terbatas, tetapi berdasarkan data yang ada, jenis geologi dan tanah yang mendominasi kawasan dan daerah di sekitar TNGP adalah podsolik merah kuning, latosol dan litosol dengan bahan induk batuan beku endapan dan metamorf (Lembaga Penelitian Tanah Bogor, 1972). Endapan lumpur dan tanah liat banyak terdapat di wilayah dataran rawa pantai, yang secara cepat terkumpul di dasar laut yang dangkal. Cekungan-cekungan liat di antara sungai-sungai besar hampir semuanya tertutup lapisan gambut oligotrop yang mengumpul secara cepat. Gambut ini tersusun dari sisa-sisa bahan organik yang terawetkan dengan baik dan pada umumnya ketebalannya lebih dari 2 meter. Gambut yang terdapat di rawa-rawa yang tergolong tua dapat mencapai kedalaman hingga 10 meter. Ke arah pantai secara berangsur- angsur, gambut tersebut sebagai penutup tebal di atas cekungan dan bertemu dengan bukit-bukit yang bersebelahan.
Podsolik merupakan jenis tanah yang bermineral, mempunyai perkembangan profil dengan tekstur pasir kuarsa, sangat masam dan kurus dimana kemampuan pertukaran kation sangat rendah. Jenis tanah ini mempunyai perkembangan penampang sedang, berwarna merah hingga kunig dan cenderung tidak seberapa mantap, peka terhadap pengikisan.
Fraksi tanah di kawasan TNGP umumnya kasar, permiable dan sangat mudah tererosi. Tanah lapisan atas umumnya granular dengan warna yang cenderung gelap, hal ini menunjukan bahwa permukaan tanah tersebut kaya akan bahan organik. Ini menandakan juga bahwa pada tempat tersebut terdapat aktivitas biologi yang berlangsung secara intensif dan selalu mengadakan recycling di tempat tersebut. Sedangkan tanah pada lapisan bawah permukaan (sub-soil) berwarna merah hingga kuning. Ini menandakan bahwa pada lapisan tersebut tidak terdapat bahan organik, yang ada hanya oksida-oksida hematit (besi) atau goethite, sedangkan di daerah rawa terdapat lapisan gambut dengan air sungainya yang berwarna merah teh.
Tanah alluvium sering tidak menunjukkan perkembangan penampang atau hanya sedikit berkembang, lapisan tanah ini berasal dari endapan bahan rombakan, berupa endapan sungai, endapan banjir. Jenis tanah ini tersebar di dataran rawa pantai dan dataran rencah, serta di kanan kiri sungai dari hulu sampai muara. Tanah alluvium sering ditemui di sekitar Sungai Pawan dan sepanjang pantai. Jenis tanah ini banyak dipengaruhi oleh asam-asam humus dan bahan racun (besi dan alumunium).