白洋淀，属海河流域大清河南支水系湖泊。唐以前，白洋淀地区人类影响较小。宋初，在宋辽边境的白洋淀地区大建塘泺作为军事防线，使白洋淀范围一度扩大。水土流失加重，流域泥沙增多，加速了白洋淀的淤积。到了清末，政府无力大规模开展水利建设，白洋淀地区水旱灾害频繁，加快了其衰废过程。白洋淀面积进一步缩小。
白洋淀形成于第三纪晚期，成于第四纪，是河北平原北部古盆地的一部分，古雍奴薮的遗迹。白洋淀在地质构造上是属渤海凹陷(新华夏沉陷带)的一部分。早在海西运动时期曾两度下降，最后在第三纪末才沉没于海水之中，形成当时的北京湾。由于黄河和海河水系冲积扇和三角洲的成长发育，河北平原逐渐出露水面，冲积扇和三角洲上的坡流与分流，彼此汇合于冲积扇或三角洲的边缘地带，使洪水漫衍的低洼处储水成为湖洼。这些洼地和湖泊成不连续的带状分布，如东淀、白洋淀、文安洼、大浪淀、千顷洼以及沿海的一些其他洼地等。
白洋淀形成以后，由于水文气候的变化，海陆进退交替，人类开发利用等，致使古白洋淀经历了时而扩张，时而收缩的演进过程。在距今万年左右的全新世，古洼地湖泊又经历了时而扩张、时而收缩的演变过程。早全新世后期(距今10000-7000年)，由于东南的热气团进人，雨水多、泥沙多，加之海面上升，干涸的洼淀再度扩张。到中晚全新世(距今7500-2500年)，气候变得温凉、干旱，淀水变浅甚至收缩干涸。
唐以前，白洋淀地区人类影响较小。《新唐书》有：“鄚州有九十九淀”的记载。洼淀相连，一片泽野。宋初，在宋辽边境的白洋淀地区大建塘泺作为军事防线，使白洋淀范围一度扩大。而宋代的屯垦开发、元代对大运河的改造，使海河宣泄不畅的情况加剧，河北地区洪涝灾害频发。元在北京建大都，燕山、太行山上游森林植被的破坏。水土流失加重，流域泥沙增多，加速了白洋淀的淤积。
明代移民屯田加剧淀区缩小，白洋淀几度干涸，到明代弘治年间，白洋淀有些淀泊已经淤成平地，“地可耕而食，中央为牧马场。”明正德年间，杨村河决口，唐河决入白洋淀。形成了徐、漕、萍、一亩、方顺、唐、滋、沙九河入淀，白洋淀才具备了现代的规模。为防洪水泛滥，建设了大规模的堤防。尤其是南岸的千里堤的建设，对白洋淀的水面格局的形成有重要影响。明代清代，继续对白洋淀进行治理，特别是保天运河的开通，至乾隆28年(1763年)白洋淀东、西淀的界限正式确定下来，“大清自雄入，迳张青口(文安县)，口西西淀，口东东淀。”到了清末，政府无力大规模开展水利建设，白洋淀地区水旱灾害频繁，加快了其衰废过程。民国以后，对海河流域的治理着重于下游航道的治理，中上游河道淤积严重，也加快了中流洼淀的淤积。白洋淀面积进一步缩小。到了近代，1950年代初白洋淀总面积为567.6平方公里，到了2010年代减少到366平方公里。