Pustlaukio duobę vėlyvajame ledynmetyje išrausė nuo ledyno pakraščio stačiai krintantis, sūkuriuotas vandens srautas. Duburyje užsilikęs ledo luitas reljefo formą dar labiau paryškino, o ištirpęs pavirto gana giliu ežerėliu. Palyginti neseniai šis vandens telkinys virto pelke, dar yra likę keletas nedidelių akivarų. Vandens sluoksnis po augaline aukštapelkės danga – nuo 4 iki 6 metrų.

Pustlaukio duobėje atilkti palinologiniai (žiedadulkių) tyrimai parodė, kaip šioje teritorijoje keitėsi klimatas ir augalija. Prieš 11-12 tūkst. metų čia vyravo pušys ir beržai, gausiai augo žolė; prieš 9-10 tūkst. m. išplito miškai, nyko įvairių rūšių žolės; prieš 8-9 tūkst. m. – įsivyravo vandens augalija; prieš 5-8 tūkst. m. – pastebėtas staigus plačialapių medžių (ąžuolų, liepų, guobų) pagausėjimas; prieš 3-5 tūkst. m. – susiformavo tankūs eglynai. Pakutiniame klimatiniame periode, kuris tęsiasi jau daugiau kaip 3 tūkstančius metų, Pustlaukio duobės aplinkoje vėl padaugėjo pušų.