伊勢平野は東側を伊勢湾に、西側を鈴鹿山脈・布引山地に、南北を養老山地と伊勢南方の山地に囲まれた南北に細長く広がる平野である。養老山地は伊勢平野の北端および濃尾平野の西端を画し、その標高は６００〜８００ｍに及ぶ。鈴鹿山脈は、関ヶ原町南部から亀山市まで南北に延びる標高１０００ｍ前後の急峻な山岳である。この山脈は、伊勢平野とは鈴鹿東縁断層帯を境として接し、断層帯は地形の変換点になっている。布引山地は、亀山市から久居市西方を南北に延びる標高７００〜８００ｍのなだらかな山地で、伊勢平野とは布引山地東縁断層帯を境として接している。伊勢平野南方の山地は、東西に延び標高３００〜５００ｍのなだらかなもので山地北部の中央構造線を境に伊勢平野が接する。

伊勢平野および周辺の地質は、中・古生代の美濃帯堆積岩類、領家変成岩類、領家花崗岩類、三波川変成岩類、新生代新第三系中新統、鮮新統、第四紀更新統、完新統が分布する。これらの地質は、地形の標高分布にほぼ対応し、西から東に向かって高所で古く、低所で新しい。伊勢平野の基盤をなす主な地質は、中央構造線よりも北に位置し、西南日本内帯に属する。

伊勢平野には多数の活断層が確認されている。主な断層・断層帯の位置は図３−１−１に示した。また、断層・断層帯の一覧表を表３−１−２に示す。地震基盤となる中･古生界や変成岩類・花崗岩類は、伊勢平野西縁ではこの活断層（鈴鹿東縁断層帯、布引山地東縁断層帯）を境界として西側に分布している。中・古生界は、この活断層を境に伊勢平野側では多様な深度で分布しているものと推定される。伊勢平野は海岸線沿いに海抜０ｍ前後から標高１０ｍ前後の沖積低地、内陸の標高５０〜１００ｍ前後の台地・丘陵地に分類される。この境界には、ほぼ南北に桑名断層、四日市断層、千里断層が分布している。各断層は、新第三紀中新統、鮮新統（東海層群）、第四紀更新統を撓曲変位させ丘陵地を形成している。伊勢湾内には、北西〜南東方向に伊勢湾断層が確認されている。この断層は、他の断層とは異なり、東傾斜の逆断層と推定されている。