De fysische processen van sedimenttransport en afzetting door begrensde unidirectionele stroming komen alleen tot stand in een fluviatiel milieu. De fysische eigenschappen die het gevolg zijn van deze processen bieden unieke criteria voor de herkenning van fluviatiele afzettingen. Karakteristieke fysische eigenschappen zijn (1) oppervlaktestructuur, (2) deeltjesvorm, (3) textuur, (4) weefsel, (5) sedimentstructuren, (6) bedding, (7) opeenvolging van structuren, bedding en texturen, (8) uitgespoelde oppervlakken, en (9) lokale en regionale geometrische patronen. Andere aspecten, waaronder mineralogie, detritale clasts en fragmenten, fysisch karakter van de geassocieerde sedimenten, en fauna en flora, kunnen helpen bij de identificatie van fluviatiele milieus.
Punt-staafafzettingen als gevolg van kanaalmigratie zijn het meest bewaard gebleven type fluviatiele zandsteenlichamen. Deze geomorfische kenmerken zijn bijna universeel in alle meanderende stromen, en zij controleren de afzetting van clastic. De vaak voorkomende opeenvolging van festoenen, stroomafwaartse gelaagde sedimentaire eenheden en ribbels is ontstaan als reactie op de stroming over puntstaven. Andere typen fluviatiele zandlichamen, zoals die welke zijn afgezet in alluviale waaiers, gevlochten stromen en deltaïsche zijrivieren, vertonen veel fluviatiele kenmerken, maar zij missen de opeenvolging van sedimentaire structuren die gerelateerd zijn aan puntbalkafzetting.
Stromingen in één richting produceren karakteristieke korrelgrootteverdelingen, die een overwicht suggereren van saltatie en suspensiewijzen van deeltjestransport. Stroom transport produceert elliptische deeltjes met gladde oppervlakken. Detritische klei clasts zijn vaak bewaard gebleven, vele veranderd in klei-ijzersteen concreties. Mineralen die chemisch stabiel zijn in zoet, oxiderend, licht zuur water zijn vaak kenmerkend, zoals kaoliniet, veldspaat, en ijzerijzer. De afwezigheid van andere mineralen zoals calciet, glauconiet, en ijzerhoudende ijzerverbindingen is veelzeggend.
De uitwendige geometrie van fluviatiele afzettingen is waarschijnlijk het minst kenmerkende fysische attribuut. Afzonderlijke ontsluitingen vertonen geen kanalisatie, en fluviatiele zandlichamen kunnen van een dekenvormig type zijn. De grenzen van de geulen vertonen echter abrupte insnijdingen, meestal binnen een paar honderd meter. Trends van zandlichamen in samenhang met paleostroom- en hellingindicatoren leveren sterk ondersteunend bewijs voor het identificeren van fluviatiele milieus.