A szorosabban vett tiszai vízrendszer kialakulásának kezdete a harmadidőszak végére, nagyjából 1,5 millió évvel ezelőttre esik. A pliocénben a hegytömbök több szakaszban történt kiemelkedése következtében hazánk területén zárt medence alakult ki, - a Pannon beltenger - amely a korszak végére folyamatosan feltöltődött.

Ebben az időben az Északi- és Északkeleti-Kárpátokból lefolyó vizek a mai Ér, Berettyó vonalán igyekeztek a Pannon-medence legmélyebb pontja felé és ide ömlöttek az Ős-Maros völgyének közvetítésével az Erdélyi-medence és a Bihar-hegység vízfolyásai is.

A pleisztocén időszakban a Tisza medrének alakulását döntően a helyi jellegű tektonikus változások határozták meg. Jelentős mozzanat a Bodrogköz-Szatmári-síkság mérsékelt megsüllyedése és a Nyírség erőteljesebb megemelkedése, amelyek következtében a folyó elhagyta az Ér-Berettyó-Körösök menti útvonalát, pályája északra tolódott és észak-nyugati kanyarra kényszerült az Alföld északi peremén.

További útvonalát a Bodrogközből a hortobágy-kunsági és a borsodi-hevesi-jászsági területek határán ugyancsak süllyedékek jelölték ki. E mederváltozások során a Tisza keresztezte jobb parti mellékfolyóit és több ágra szakadt. Vize egyrészt a mellékfolyók régi medrében, másrészt a süllyedések által kijelölt új mederben folyt tovább.

A Tiszának Tokajtól délre levő folyásától is számos kiágazás vezetett az általa elhagyott régi medrekben a sárréti depresszió felé.

Az emberi beavatkozások legkorábbi nyomai a rézkorból valók. Jelentősebb tájátalakítással kb. az V. századtól kezdődően lehet számolni, emlékei a vízelvezető-védelmi funkciót ellátó árkok, sáncok, győrök, valamint a szintén több funkciós cégék.

A kor embere a természeti erőforrások felerősítésével, a mainál valószínűleg lényegesen kedvezőbb hatásfokkal fordította saját hasznára az ártéri területeket, vagyis kis ráfordítással a természeti erőforrások csökkentése nélkül állította elő javait.

Az ártéren található elhagyott medreket összekapcsolta a terület szemisztatikus, illetve efemer víztereivel, egységes vízrendszert hozva ezzel létre. A gazdálkodás alapját az évenkénti árvizek szolgáltatták, amelyek a folyót kísérő természetes magaspartokon - övzátonyokon - keresztül képzett átvágásokon ún. fokon keresztül öntötte el a mélyebb fekvésű területeket, illetve ezeken keresztül jutott vissza az anyamederbe. Mivel az árasztás alulról történt, a hordalék jelentős része már a fokoknál lerakódott, amit rendszeres kotrással tartottak karban.

A vízszabályozás így nem az árvíz gyors levezetésével, hanem annak szabályozott szétterítésével történt. A haszonvételek széleskörűek voltak, magukba foglalták a halászat, az állattartás, a növénytermesztés és a gyümölcstermesztést is.

Ezt a komplex haszonvételi rendszert nevezzük ártéri-, vagy fokgazdálkodásnak. Hangsúlyozni kell, hogy az ártéri gazdálkodás jellege alapvetően eltért a maitól abban a tekintetben, hogy az nem a természeti erőforrások felélésén, sokkal inkább annak erősítésén alapult. Másik fontos jellemzője, hogy az ártéri gazdálkodásban a szántóföldi művelés csak kis mértékű, mintegy kiegészítő szerepet játszott.

Az ártéri haszonvételek során a vízrendezési munkálatok a táj eredeti, ősi arculatát jelentősen átalakították, így tulajdonképpen ettől az időtől kezdődően az ártér jellegét döntően az emberi beavatkozások határozták meg. Az ártéri gazdálkodás a XV-XVI. században indult hanyatlásnak, melynek első mozzanatai a fokok, csatornák eltömődése volt. Csak ettől az időszaktól beszélhetünk a Tisza-völgy nagymértékű elmocsarasodásáról.

A viszonylag gyors változások valószínűsíthetően legfontosabb okai a demográfiai oldal mellett az ártéri erdők területi arányának nagymértékű csökkenése (mind a forrásvidéken, mind az alföldön), valamint a vízi malmok megjelenésével megszaporodó mesterséges gátak voltak.