川崎市周辺の活断層については、立川断層が挙げられる。新編日本の活断層（１９９１）によればその概要は、確実度１、活動度Ｂ、長さ２１ｋｍ、南西落ち上下、などとなっている。山崎（１９７８）によればこの断層の南東端は国立市矢川で確認され、さらにその痕跡は多摩川沖積地に接するが、多摩川を越えてその延長は確認できないとしている。一方、松田、ほか（１９７７）は、多摩川以南については、段丘上の変位らしきもの等の特徴が町田市成瀬付近まで追跡出来るが、これが立川断層と関係するのかどうかは不明としている。最近、東郷、ほか（１９９６）によって、トレンチ調査から立川断層が多摩川を超えているとする報告がある。

調査測線上には基盤に至る深いボーリングはないが、周辺には表３のようなものがある。

関東平野の重力異常図（図３９）から、調査地域は川崎市から横浜市にかけての低重力部に存在しており、比較的基盤深度が深いことが想定されている（駒沢、１９８５；多田、１９８２、１９８３）。

鈴木（１９９８）は、既存の反射法および深層ボーリングのデータをもとに関東平野全域の基盤構造の検討を行っている。これによれば、今回の調査地域は、関東平野に存在するＬ字型の盆地構造の局所的な最深部に位置する（図４０）。

小林、ほか（１９８５）による一連の発破実験から、関東平野南西部を中心とした広域的な地下深部構造が求められている。今回の測線とほぼ並行する黒川−東扇島測線では、４．７ ｋｍ／ｓ層は一部確定されていないが、ほぼ水平な６層速度構造モデルが提唱されている（図４１−１、図４１−２）。また、川崎市王禅寺から横浜市川和を経て東京湾に至る線を境として基盤構造に南西落ちの顕著な段差が認められることから、立川断層との位置関係が議論されている。

防災科学技術研究所の府中地殻活動観測井で行われたＶＳＰ調査（浅野、ほか、１９９１；井川、ほか、１９９２）では、深度２７００ｍ（基盤面は深度約２０００ｍ）までのＰ波およびＳ波の速度構造が得られている（図４２−１、図４２−２）。この結果は最終的なものではないが、基盤上部のＰ波およびＳ波速度は、それぞれ５．０ ｋｍ／ｓ、２．５ ｋｍ／ｓを超えているようである。また三浦層群（Ｐ波２．５ ｋｍ／ｓ〜３．５ ｋｍ／ｓ、Ｓ波１．２ ｋｍ／ｓ〜１．５ ｋｍ／ｓ）と上総層群（Ｐ波約２．５ ｋｍ／ｓ未満、Ｓ波約１．２ ｋｍ／ｓ未満）の間に速度不連続が存在するようである。

府中地殻活動観測井周辺の反射法地震探査は、府中市の多摩川沿いの測線（浅野、ほか、１９９１）およびこれに結合する測線（山水、ほか、１９９５）がある。これらによると、この付近の基盤は、多摩川上流から下流に向かってゆるやかに深くなり府中の深層ボーリングの位置では約２０００ｍとなっている。立川断層の位置では、基盤反射波の乱れが見られるが、浅部のデータの欠落などによりあまり明瞭ではない。