В геологическом отношении бассейн Казанки сложен породами казанского и татарского ярусов пермской системы, а также породами четвертичного возраста. Наибольшее распространение в бассейне получили породы татарского яруса, которые являются в значительной степени и почвообразующими. Отложения этого яруса состоят преимущественно из песчаников, мергелей, сопутствующих им глин и тяжелых суглинков, на фоне которых обнажаются известняки, доломиты и гипсы, являющиеся карстующимися породами. Глины и тяжелые суглинки имеют коричнево-красную окраску и мощность их местами достигает 80 м. Породы верхней части казанского яруса выходят на дневную поверхность в низовьях долины Казанки, Киндерки, Солонки, в обрывах других притоков и оврагов. Они представлены доломитами и известняками светло-серого цвета, реже песчаниками или глинами, переслоенные песками с редкими линзами гипса и мергелями с характерной сероватой или серовато-бурой окраской. В местах выхода доломитово-известняковых толщ разрабатываются месторождения по их добыче. Эти породы используются для производства цемента и известкования почв, но в основном для бутового и дорожного камня.

Породы четвертичного возраста образуют основные формы рельефа территории бассейна. По происхождению и условиям залегания в рельефе это аллювиальные, делювиальные и элювиальные отложения. Интересны они как почвообразующие породы и как местное строительное сырье. В виде легких и средних суглинков они покрывают склоны, в виде элювиальных глин залегают на водоразделах с щебнем карбонатных пород, а супеси и пески − в долинах рек, образуя террасы.

Бассейн Казанки характеризуется распространением лесных почв подзолистого типа (светло-серые, серые и темно-серые) и дерново-подзолистых почв. На водоразделах распространены серые и светло-серые (около 50% площади сельскохозяйственных угодий) слабоподзолистые тяжелосуглинистые почвы. Они наименее плодородны и имеют гумусовый горизонт малой мощности (26-33 см). На склонах южной и юго-западной экспозиции, приуроченных к долинам притоков с близким залеганием карбонатных пород, распространены коричнево-серые глинистые и тяжелосуглинистые почвы. Они содержат больше гумуса, но слабо обеспечены влагой и имеют гумусовый слой всего 12-20 см. Развиты и дерново-сильноподзолистые почвы с гранулометрическим составом от песчаного до глинистого. На надпойменных речных террасах, в незатопляемых частях, распространены темно-серые лугово-черноземные и пойменные почвы, формирующиеся в условиях периодического затопления паводковыми водами и благоприятные для возделывания овощных культур.

Естественная растительность бассейна представлена лугами (около 5%) и лесами (около 15.64%). Главные лесные массивы распространены на севере и северо-востоке бассейна на водоразделе рек Казанки и Ашита. Это хвойно-широколиственные леса, состоящие из ели, пихты с примесью липы, клена, лещины. Встречаются редкие массивы дубовых лесов и вторичные березово-осиновые леса. В травяном покрове этих лесов произрастают костяника, манник, звездчатка, сныть и многие другие виды. Для некоторых участков характерно аномальное соседство типично южнотаежных лесных ценозов со степными. В частности, на опушке сосново-елового леса в истоках Казанки, где прекрасно развиваются таежные виды растений, сформировался степной растительный покров с доминированием ковылей. На юго-западе бассейна преобладают сосновые леса. По поймам рек, склонам оврагов и балкам разбросаны мелкие участки кустарников, состоящие из ольхи, ивы, черемухи и друг их пород. Помимо естественных растительных сообществ несравненно большие по размерам площади (более 75%) занимают искусственные сообщества, созданные человеком посевы культурных зерновых растений. Из сельскохозяйственных культур сеют рожь, пшеницу, овес, горох, ячмень. Из технических культур широко распространены картофель и лен.