Dalen van rivieren of beken, ontstonden in het huidige patroon in het Weichselien, toen het keileemplateau versneden werd door beken die dalen vormden van 10 à 20 m diepte.
Het Drents plateau is vanuit het hoge midden naar de rand versneden door een aantal stroomstel-sels, zoals die van de Drentsche Aa, de Beilerstroom, de Slenerstroom en Loo- en Drostendiep. Kleinere stelsels zijn die van Eelder- en Peizerdiep, Wapserveense A en Echtenerstroom. Daardoor is het Drents plateau in kleinere landschapsdelen onderverdeeld. In de beekdalen ontbreekt de keileem door erosie van smeltwater. Hierdoor is een directe kweldruk van het grondwater aanwezig die in het Holoceen de veenvorming heeft ingeleid. Invloed van het grondwater is af te lezen aan het gebleekte zand onder de veenbasis en aan de soms overmatige roestafzettingen.
In de Weichselijstijd zijn de dalen gevuld door smeltwaterafzettingen, zoals ook in de oerstroomdalen van de Hunze en de Vecht gebeurde. Het stroomdal tussen Uffelte en Ruige Kluft is in feite een zijdal van de Vecht en werd eveneens gevormd in de Weichseltijd. In het dal liggen resten van de grondmorene. Aan het einde van deze ijstijd zijn de dalen verregaand geëgaliseerd door dekzand, sommige zijdalen werden volledig opgevuld. Rijen pingoruïnes markeren deze dichtgewaaide zijdalen, onder andere bij Donderen en Ekehaar. Dekzandduinen blokkeerden op diverse plaatsen de afwatering door de beekdalen, er ontstonden meren waarin zich veen vormde.
Beekdalen hebben een grillige opbouw doordat de stroomdraad (plaats waar het water het snelst stroomt) van richting wisselde gedurende de vorming. In de warmere tussenperioden tussen de ijstijden werd een humeuze laag afgezet die naderhand weer grotendeels werd geërodeerd. In het Holoceen steeg door het warmere en regenrijkere klimaat het grondwater en werd in de beekdalen zeggeveen en daarop moerasbosveen gevormd.
Tot in de vorige eeuw zetten de riviertjes het omliggende gebied meermalen per jaar onder water, daarmee de aanliggende weidegebieden door hun slib bemestend. Beekdalen waren belangrijke verkeersaders toen de landwegen slecht waren. Verschillende ervan waren bevaarbaar, zoals de Drentsche Aa tot Schipborg, de Beilerstroom tot aan Beilen en het Drostendiep tot aan Zweeloo. Andere dienden als turftransportweg (turfvaart). Voor doorgaande landwegen vormden ze echter een obstakel. Men kruiste de rivier door een ondiepe, doorwaadbare plaats (voorde). Op belangrijke punten in de hoofdverbindingen waren bruggen, zoals bij de Punt en bij Schipborg. In verschillende beekdalen stonden in de Middeleeuwen watermolens.
De beekdalen vormden in het toenmalige landbouwsysteem de zeer belangrijke weidegebieden voor grootvee, herkenbaar aan de veldnamen als paarden- of koeweide. Deze betreedbare weiden lagen het verst van de beek. Die rond de beek waren hooilanden (madelanden). Karakteristiek was de indeling. Vanaf een weg tussen beekdal en hogere (heide)gronden, waren de groenlanden bereikbaar. Oorspronkelijk gemeenschappelijke markegronden, werden ze vanaf de 17e eeuw gescheiden en aan individuele boeren toegewezen. De percelen stonden loodrecht op weg en beek en werden door houtwallen gescheiden.
In ecologisch opzicht zijn beekdalen bijzonder. De bovenloopjes verzamelden water uit een van oorsprong voedselarm gebied met de daarbij behorende flora en fauna. Stroomafwaarts nam de voedselrijkdom toe, waarbij in de middenloop mineraal- en kalkrijk grondwater (kwel) uit de beekdalflanken vloeide. Hier ontstonden zeer soortenrijke hooilanden. In de benedenloop vloeide het water breed uit in moerassige veengebieden.
Het merendeel van de Drentse beekdalen en de erbij behorende stroomgebieden is vooral in de 20e eeuw rigoureus veranderd, soms zelfs nog nauwelijks als beek en beekdal herkenbaar. Houtwallen verdwenen, percelen werden samengevoegd, gedraineerd en bemest met kunstmest. Meanderende beken werden genormaliseerd of gekanaliseerd voor een snellere waterafvoer. Slechts de Drentsche Aa en de Reest hebben grotendeels hun kronkelende beekloop behouden en daar zijn ook de beekdallanden plaatselijk nog redelijk intact. Na ca. 1950 begon men de grote waarde van de beekdalen in te zien en ontstonden er beschermingsprojecten zoals het 'Stroomdallandschap Drentse A'. Ook elders trachten natuurterreinbeherende organisaties in delen van beekdalen verloren landschaps- en natuurwaarden te herstellen. Dit is het geval in Eelderdiep, Peizerdiep, Hunze, Oude Diep en Vledder Aa. Meer dan eens conflicteert dit met archeologische belangen. Zie ook: Beekherstel.
