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。八丁平湿原是当时遗留下来的地形。构造线南侧有花岗岩粉碎形成的砂砾层「」，河川夹带着上游植被产生的在此形成氾滥平原，富含有机质的土壤加上良好排水使得此地适合农业发展。此外，领家带的沖积层受到沖刷，因此丹波层在内的石灰岩层距离地表极浅。桂川（保津崃流域）的乳绿色河水是石灰岩成分溶解所形成。丹波高原在阿穆尔板块的（中央日本微板块）正上方，包含的三方·花折断层贯穿此地，被认为是、、等古代京都大型地震的震源。形成盆