Среднерусско-Приволжская карстовая область занимает южную половину Среднерусской и большую часть Приволжской возвышенностей, которые разделяются Окско-Донской равниной. В пределах области две карстовые провинции: Южно-Среднерусская и Приволжская.
Южно-Среднерусская карстовая провинция
охватывает южную половину Среднерусской и Калачскую возвышенности.Природные условия. Провинция расположена в пределах Воронежской антеклизы, в строении которой принимают участие два резко различных по своему характеру структурных мегакомплекса: нижний, сложенный метаморфическими образованиями докембрия, и верхний, представленный спокойно залегающими осадочными отложениями платформенного чехла. Древние кристаллические породы на севере провинции, особенно на участке между городами Шигры и Павловск, близко подходят к поверхности. К югу кристаллический фундамент быстро погружается и у южной границы провинции, где Воронежская антеклиза переходит в Днепровско-Донецкую синеклизу, располагается на глубине 2000–3000 м и более. Магматические и метаморфические породы докембрия перекрыты верхнемеловыми, палеогеновыми и неогеновыми отложениями. В комплекс верхнемеловых отложений входят писчий мел, мергели, а также опоки и трепела. Мело-мергельные породы обычно трещиноваты и пористы. Они разбиты системами вертикальных, круто наклонных и горизонтальных трещин шириной до 15 см. Мощность меловых пород увеличивается к югу, где она достигает 250 м. Палеогеновые образования представлены песчано-глинистыми отложениями, а неогеновые — преимущественно песками с прослойками глин. Мощность их увеличивается к югу от 1–2 до 50–60 м. Среди четвертичных отложений преобладают лёссовидные суглинки. На Калачской возвышенности хорошо сохранилась морена Днепровского ледника.
Рельеф — равнинный, пологоволнистый, типично эрозионный. Абсолютная высота поверхности водоразделов 220–250 м. Равнинная поверхность расчленена многочисленными глубокими долинами, балками и оврагами. Глубина вреза речных долин достигает 100 м и более. Крутые склоны их местами сложены меловыми породами и имеют вид белоснежных обрывов высотой до 30–50 м. Значительно распространены карстовые формы, большая часть которых приурочена к плакорным и пологосклоновым участкам, где имеются наиболее благоприятные условия для инфильтрации дождевых и талых снеговых вод. Па склонах речных долин карстовые формы рельефа нередко вовлекаются в овражно-балочную сеть и теряют специфические черты карстовых образований.
Климат — континентальный. Годовое количество осадков составляет 450–550 мм. Зима довольно мягкая, малоснежная. Средняя температура января –8,5, –9,5°. Высота снежного покрова увеличивается к северу от 0,3 до 0,5 м. Лето теплое, засушливое. Средняя температура июля 19–20°. Осадки теплого периода, играющие основную роль в развитии карста наряду с весенними талыми водами, составляют 300–400 мм.
Территория характеризуется значительной сухостью. Многие балки безводны. Грунтовые воды залегают обычно на большой глубине. Среди крупных рек выделяются Дон с притоками Потудань, Тихая Сосна, Черная Калитва, Оскол, Северский Донец, а также Сейм, Псел и Ворскла, относящиеся к бассейну Днепра. В долинах рек встречаются карстовые источники с дебитом до 30–60 л/сек. Особый интерес представляет Нижнекисляйский карстовый источник на междуречье Битюг-Осередь, в 2 км к востоку от пос. Нижний Кисляй. Он вытекает из меловой толщи у подножия склона балки. Вода жесткая. Дебит источника около 260 л/сек. Нижнекисляйский карстовый источник образует ручей шириной до 3 м и глубиной до 0,5 м. Озера встречаются редко. Это связано, с одной стороны, с расчлененностью территории, а с другой — с сухостью климата. Озерные котловины имеют преимущественно карстово-суффозионное, суффозионное и карстовое происхождение. Карстовые озера отмечены на водоразделе рек Котел-Убля, Сейм-Рать и на левобережье Псела к юго-востоку от с. Белое. Наиболее крупное из них находится на междуречье Богучарки и Левой Богучарки (в 3 км к северу от д. Титаревка). Это озеро имеет округлую форму. Длина его 380 м, ширина 350 м и глубина 1,5 м. Подземные воды, образующие постоянные горизонты в верхнемеловых и палеогеновых отложениях, залегают преимущественно на значительной глубине. В верхнемеловой толще водовмещающими породами служат писчий мел и трещиноватые мергели, а водоупорными — глинистые мергели. Глубина залегания подземных вод изменяется от 1–2 м в речных долинах до 100 м и более на водоразделах. Воды пресные, гидрокарбонатно-кальциевые с общей минерализацией до 1,2 г/л.
Северо-западная часть провинции располагается в лесостепной зоне, а юго-восточная — в степной. В лесостепи — серые лесные почвы и выщелоченные черноземы, в степи — обыкновенные и южные черноземы. Степи почти повсюду распаханы. Небольшие участки лесов сохранились лишь на возвышенных расчлененных водоразделах, обнаженных меловых склонах и в балках.