上述のような地形をつくり出した基盤には、地質上の地体構造がある。日本島弧を横断するものがフォツサマグナ(Fossa　Magna)であり、この島弧を縦貫するものが中央構造線(Median　Dislocation　line)である。この中央構造線によって日本は外帯と内帯とに区分される。【佐久間ダム】この構造線は九州の中央部を東西に横切り、四国の北部を通り、紀伊半島を横断し、中部地方に入ると三河湾を過ぎるところから方向を北に変じて豊川に沿い、静岡県下では佐久間ダム付近に現われる。この構造線以南の外帯では、島弧に平行して北より南へ順次地質年代の新しい地層が帯状構造を示しているのが特色である。すなわち、中央構造線に接する最北の地層は、結晶片岩・角閃岩などより成る古生層変成帯であり、それと接して頁岩・砂岩などの秩父古生層が配列する。その外側に中生層・古第三紀層などの配列が帯状になっていて、フォッサマグナの西側では中央構造線およびこれらの層帯は、北部では北北東の走向であるが、南に進むとしだいに弓形に曲がって東北東の走向になる。フォッサマグナをかつては地盤の溝状陥没とみて大地溝帯と呼んだこともあったが、いまでは一つの地向斜であると考えられるようになった。この凹みに海水が侵入して新第三紀層が堆積した。その南に開いた部分では褶曲運動が働き、御坂山脈は地向斜に接するように曲線を描いている。さらに南は静岡あたりで再曲し、浜松の北ではほとんど東西になっている。しかし遠江では新第三紀層は地向斜のほかの大洋縁海の堆積物に移り変わっている。さらに海岸近くには更新統が不連続に分布する。【牧ノ原　磐田原　三方原】小笠山や日本平はその古期のものであり、牧ノ原・磐田原・三方原はその新期のものである。眼を転じて中央構造線以北の内帯の地質を眺めよう。外帯の地層が帯状配列を成していたのに対して、内帯の方は、断裂のいちじるしい地貌を呈する。また、外帯は元来主として秩父古生層より成っていたものであるが、中生代のなかばころより第三紀のはじめころにかけて、数次にわたる花崗岩の迸入が行なわれ、それが後に被覆していた地層が削剝された結果、内帯においては、外帯にはみられない花崗岩が広く分布し、また、中央構造線に接する内帯では、古生層中に花崗岩が深部において迸入したため、両者が複雑に混在する地帯をなし、領家変成岩・片状花崗岩・花崗岩がそのおもな構成岩石である。