La nature du sol est dominée sur les terrasses de la Garonne par des matériaux tels que calcaires et marnes et sur le début du plateau landais médocain par des argiles auxquelles viennent se mêler des sables et des graves.
Le relief a favorisé la mise en place d'un réseau hydrographique dense, s'écoulant selon un axe Sud-Ouest / Nord-Est perpendiculairement à la Gironde.
La plus grande partie d'Avensan se situe dans l'aire du bassin versant de la Jalle de Castelnau qui prend le nom de Jalle de Tiquetorte à Barreau, puis Estey du Tayac à Soussans.
La Jalle de Castelnau s'écoule sur 16 km et draine un bassin versant de 166 km2. Elle présente une diversité piscicole avec brochets, anguilles, lamproies.
Elle reçoit deux autres ruisseaux qui constituent les limites communales Ouest et Est d'Avensan, le Déhès et la Louise.
Le Déhès prend sa source au Sud-Ouest de Saint Raphaël et rejoint la jalle de Castelnau au lieu-dit Le Battant.
La Louise prend sa source au Sud de la commune et rejoint la jalle de Castelnau vers Soussans.
Les Jalles se jettent dans l'estuaire et sont soumises aux marées jusqu'aux portes à flots où une écluse gère les fluctuations quotidiennes.
Les eaux de surface se présentent également sous la forme de nombreux points d'eau dispersés en mares et lagunes. Chacun collecte des eaux de ruissellement et constitue une réserve favorable à la vie animale mais peut aussi servir dans la lutte contre les incendies (DFCI).
