尾花沢盆地
大石田町から山形盆地を貫き、上山市へ伸びる活断層。長さ約60kmで、平均的な活動周期はおよそ3000年。過去1万年前の間に、少なくとも3回は活動した可能性がある。将来の地震発生の予測では、今後30年以内にマグニチュード7.8程度の地震が発生する確率は、0〜7%と比較的高い水準で、この地震が発生した場合、山形盆地を含む山形県内陸部全域が、震度6強の揺れに見舞われると予測されている。
三方を山地に囲まれ、東部に奥羽山脈、西部に出羽山脈が連なり、北部の猿羽根峠が当盆地と新庄盆地を隔てる。盆地西部に最上川が流れ、域内最大支流の丹生川が東の宮城県境から様々な支流を集め、最上川に注ぐ。
南側の山形盆地のとの境は不明瞭である。最上川東岸には丘陵地が見られるが、西岸では平坦地が連続しており区分は難しい。気候面では、両盆地の境界付近に位置する村山市北部も、尾花沢市や大石田町同様に冬季の積雪量は多く、降雪量が極端に少なくなる山形盆地とは異なる。
尾花沢盆地に所在する自治体は尾花沢市、北村山郡大石田町の2つ。尾花沢市は最上川水系の支流である丹生川や朧気川、野尻川流域の大部分を占める。大石田町と尾花沢市北部の芦沢地区は最上川本流に接している。本盆地は山形県の4地方のうち、村山地方の北部を占める。一帯を含む地域は北村山地区と呼ばれるが、この場合は山形盆地に位置する村山市や東根市も含む。