Theo thuyết kiến tạo mảng (plate tectonics), Nhật Bản nằm trên chỗ tiếp xúc giữa 4 mảng kiến tạo là Á-Âu, Bắc Mỹ, Thái Bình Dương và Philippines. Các quần đảo của Nhật Bản hình thành do vài đợt vận động tạo núi và có từ cách đây lâu nhất là 2,4 triệu năm. Xét về mặt địa chất học, như vậy là rất trẻ.

Chính vì vậy, Nhật Bản có hai đặc trưng tự nhiên khiến cho nước này nổi tiếng thế giới đó là nhiều núi lửa, lắm động đất.

Mỗi năm Nhật Bản chịu vào khoảng 1000 trận động đất. Các hoạt động địa chấn này đặc biệt tập trung vào vùng Kanto, nơi có thủ đô Tokyo và người ta cho rằng cứ 60 năm Tokyo lại gặp một trận động đất khủng khiếp. Động đất với mức 7 hoặc 8 trong thang Richter đã từng xảy ra ở Nhật Bản. Động đất cấp 3, 4 xảy ra thường xuyên. Trận động đất xảy ra vào ngày 1 tháng 9 năm 1923, với cường độ 8,2 trên thang Richter, đã tàn phá phần lớn hai thành phố Tokyo và Yokohama. Động đất là mối đe dọa lớn nhất đối với Nhật Bản nên chính phủ Nhật mỗi năm đã phải bỏ ra hàng tỉ Yên Nhật để tìm kiếm một hệ thống báo động sớm về động đất, và khoa học địa chấn tại Nhật Bản được coi là tiến bộ nhất trên thế giới nhưng kết quả của các nghiên cứu và các dụng cụ báo động cho tới nay chưa được coi là đáng tin cậy.

Nhật Bản có 186 núi lửa còn hoạt động trong đó có núi Phú Sĩ. Đi kèm với núi lửa là các suối nước nóng cũng có rất nhiều ở Nhật Bản.