原是由三亿年至一亿五千万年前海底的海洋地壳层（海成层）「丹波层」，与其上部堆积的沖积层「丹波带」所组成。1500万年前左右的新近纪中新世地殻变动而隆起，之后再由火山喷出物（花岗岩）覆盖而成。芦生的山区可见岩盘露出。另外，丹波层内岩浆形成的古老花岗岩与含有化石的有部分因地壳隆起而在花嵴等地的地表露出。丹波层硬度高，是由良川与桂川蛇行及河川袭夺的要因，也是决定由良川注入日本海或太平洋的分水岭。高原南面有45万年前发生断层运动的木津川。一万年前末次冰期结束后，河川在构造线断层上形成河阶与盆地。八丁平湿原是当时