Geoloogia
Viidumäe loodusliku mitmekesisuse võti peitub paikkonna geoloogilises arengus ja selle tulemusena kujunenud tänapäevases pinnamoes. Lääne-Saaremaa kõrgustiku tuumiku moodustab tüse otsamoreen, mis kuhjus aluspõhjalisele kõrgendikule kvaternaari alguses jääserva pikema peatuse ajal (Tavast ja Raukas, 1978). Sellest tuumikust voolis jääajajärgne Läänemeri aastatuhandete vältel välja tänase Viidumäe. Läänemere Antsülusjärve staadiumis, ca 8000 aastat tagasi murrutatud ranna-astang on looduskaitseala silmapaistvaim pinnavorm. Astangut ja selle lähiümbrust teatakse mitmete nimede all, seejuures on nimetus “Viidumäe” kasutusel kogu siinsete astangute ja mägede kompleksi kui terviku kohta. Kohalikest mägedest tuntuim on Suurmägi kõrgusega merepinnast 50,6 m, Lümanda Suurissoost 35 ja jalamilt 18 m. Suur-Tõllu legendiga on seotud Tõldemäe nimi ja kunagine pidalitõbiste surnuaed on andnud nime Surnuaiamäele. Hiiglaslikku kivirauna meenutab suurte rändrahnudega ülekülvatud Raunamägi absoluutse kõrgusega 54,2 m. Pikisuunas kogu looduskaitseala läbiv astang on kesksel kohal mitte ainult oma asendi poolest, vaid ka sisulises tähenduses. Nimelt jaotub kogu looduskaitseala reljeefi alusel kolmeks erineva ilmega osaks: idas rannavallidest ja luidetest liigestatud kõrgem ala Lääne-Saaremaa kõrgustiku osana , keskel astang suhtelise kõrgusega kuni 18 m, kaldega kohati 25-30 kraadi (Mardiste,1981) ja sellest madalamal paralleelsetest rannamoodustistest liigestatud tasandik, mis läänekaartes liitub Saaremaa rannikumadalikuga. Need kolm reljeefi osa erinevad omavahel niiskusreziimi, mullastiku, mikrokliima ja taimestiku poolest.
Viidumäel valitseva veereziimi väljakujunemises on olnud kandev osa astangu jalamilt lähtuvatel rohketel allikatel, mille vesi pärineb jääsulavetest setitatud kruusliivadest ja on surveliselt seotud lubjarikaste siluri põhjavetega (Kink ja Metslang, 1981). Nende allikate mõjul ongi looduskaitseala astangualusesse ossa aastatuhandete vältel moodustunud kuulsad Viidumäe allikasood. Allikad avanevad kas turbasse mattunud pindalalise allikaimbena või kruusase põhjaga punktallikatena, milledest suuremate vooluhulkadeks on kohapealsete mõõtmiste käigus saadud 1-5 l/sek. Allikate vesi liigub astangust kaugemale läänekaartesse kas väikesteks niredeks ja ojadeks koondununa või siis lihtsalt piki turbakihti imbudes. Valdava osa Viidumäe allikate vetest koondab lõpuks endasse Kihelkonna lahte suubuv Vesiku oja. Lääne-Saaremaa kõrgustik on tervikuna veelahkmeala. Veelahkmejoon Läänemere ja Riia lahe vesikonna vahel kulgeb enam-vähem paralleelselt Viidumäe idapiiriga, looduskaitseala kaguosas seejuures umbes 3 km ulatuses ka tema territooriumil.
Viidumäe muldade lähtekivimiks on kas moreen või teda katvad jääsulavete ning omaaegset Saaremaad ümbritsenud veekogude setted, mida tuul või lumesulamis- ja vihmaveed kohati omakorda ümber paigutanud on. 1985. aasta metsamuldade kaardistamine andis üldise ülevaate suurema osa praeguse looduskaitseala mullastiku kohta. Lähtekivimite mitmekesisusest ja omapärasest veereziimist tingituna on Viidumäe mullastikuliselt väga vaheldusrikas. Niiskusreziimi seisukohast katavad umbes ühte kolmandikku looduskaitsealast - valdavalt endise ranna-astangu vahetut ümbrust - kuivad või väga kuivad ainult sadevetest toituvad mullad. Ligikaudu 20% muldadest on ajutiselt liigniisked, millele viitab gleistumispesade esinemine sügavamates horisontides. Peaaegu poole Viidumäe muldadest moodustavad põhjaveest mõjustatavad liigniisked mullad. Viimaste puhul on suurem osatähtsus gleimuldadel; turvastunud ja madalsoomullad esinevad põhiliselt astangute kompleksist madalamal ja võtavad enda alla umbes 10% looduskaitsealast. Turvas on enamasti hästi lagunenud ja tema tüsedus keskmiselt 1 m.


