阿寺断層系
阿寺断層系は、中津川市馬籠(まごめ)付近から北西へ向かって、同市坂下、付知町、加子母(かしも)を経て、下呂市萩原町の北方へ至る全長約70kmにも及ぶ日本でも第一級の活断層系である。ほかの大規模な活断層系と同様に、複数の断層が平行にあるいは枝分れして走っている。それらのうち、おおよそ中津川市と下呂市の境界にある舞台峠付近より南に分布する断層群を阿寺断層と呼び、それより北に分布する断層群にはそれぞれ別の名称がつけられている。大きくみると、阿寺断層系は、その北東側にある標高1500～1900ｍの山稜部を持つ比較的なだらかな阿寺山地とその南西側にある標高1000ｍ前後の美濃高原との境界部にある断層帯で、両者はもともと一続きの地形であり、地形上の高度差700～800ｍがそのまま断層による縦ずれ移動量を示すが、それよりも10倍近くの大きさで左横ずれ移動量をもち、それは断層を境に河川の流路が8～10kmも隔てて屈曲していることに表れている。

下呂温泉
江戸時代初期に儒学者林　羅山が有馬温泉、草津温泉とともに日本三名泉に数えたことで知られる温泉であり、そのおもな泉源が濃飛流紋岩の中を通るが阿寺断層系の下呂断層に沿って分布している。下呂断層や湯ヶ峰断層などの阿寺断層系の断層沿いに形成された破砕帯などから地下へしみ込んだ地下水が、湯ヶ峰火山のマグマ溜りで温められ、下呂断層の破砕帯に沿って形成された飛騨川の低所に湧き出していると考えられている。

濃飛流紋岩
濃飛流紋岩は、岐阜県の南東端にあたる恵那山（標高2191ｍ）付近から北部の飛騨市古川町付近へかけて、幅約35km、延長約100kmにわたり北西～南東方向にのび、岐阜県の約1/4の面積を占める巨大な岩体である。この岩体を構成する岩石のほとんどは、火砕流として流れ出た火山砕屑物がたまって形成された火砕流堆積物からなり、しかもその大部分は堅硬に固結した溶結凝灰岩になっており、厚さ数百ｍで、水平方向へ20～60kmの広がりをもち、岩相・岩質が類似した火山灰流シートとして何枚にもわたって重なりあっている。それらは大きく６つの活動期（NOHI-1～NOHI-6）に区分されており、岐阜県内にはNOHI-6だけが分布しない。これらの火山岩類には花崗岩類が密接にともなわれ、それらを含めて大きく２期（第１期火成岩類・第２期火成岩類）に分けられる火山－深成複合岩体を形成している。第１期の活動は白亜紀後期の約8,500万～8,000万年前にあり、NOHI-1とNOHI-2の活動と引き続く花崗岩類の活動があった。第２期の活動は約7,500万～6,800万年前にあり、NOHI-3～NOHI-5（おそらくNOHI-6）の活動と引き続く花崗岩類の活動があった。これらは活動の場所を南部から北部へと移しながら巨大な火山岩体を作り上げた。

天正地震
飛騨・美濃・伊勢・近江など広域で被害があり、現白川村で帰雲(かえりぐも)山の大崩壊が発生し、山麓にあった帰雲山城や民家300余戸が埋没し、多数の死者がでたとされる。また、下呂市御厩野(みまやの)にあった大威徳寺(だいいとくじ)が壊滅し、伊勢湾や若狭湾では津波が発生したとされる。これらのことから御母衣(みぼろ)断層、阿寺(あてら)断層、養老断層などの活断層が同時に動いたとされる説、時期はずれたが連続して動いたとされる説などがあり、不明な点が多い。

湯ヶ峰火山
下呂温泉の東方にある湯ヶ峰（標高1066ｍ）の山頂部を構成する径１kmほどのきわめて小さい火山体であり、流理構造をもつ無斑晶質のデイサイト質溶岩からなリ、溶岩ドームを形成している。そのマグマがまだ冷えきっていないことで、下呂温泉の熱源になっている可能性が高いと考えられている。また、溶岩のうち黒色で緻密なガラス質のものは「下呂石」，灰色や灰褐色のものは「小川石」とそれぞれ呼ばれている。下呂石は刃物のように硬く鋭い割れ口をもつことから、縄文～弥生時代にかなり広範囲に石器の材料として流布した。小川石は板状に割れるために庭石として利用されている。

地質年代