岛位于一个自台湾北部往东北延伸经九州北部至中国地方的褶曲带最东端处，因此该褶曲带被命名为台湾-宍道褶曲带。大根岛与东北侧的江岛都是约为19万年前形成由玄武岩岩浆构成的小型盾状火山，由于玄武岩岩浆的黏性低，整座岛屿的地势平缓，全岛最高处为位于中心处的火山渣锥－大冢山，高度仅42.2公尺，也成为全日本高度最低的火山。也因此在大根岛地下有许多熔岩管，目前有两个可供参观的熔岩管洞穴，分别名为“幽鬼洞”（大根岛熔岩隧道）和“龙溪洞”（大根岛第二熔岩隧道）。其中“幽鬼洞”限学术目的才能进入，“龙溪洞”则可在预约