Erzincan Ovası, jeolojik yapısı ve konumu itibarıyla önemli bir deprem bölgesinde yer almaktadır. Bu ova, çeşitli fay hatlarının kesişim noktasında bulunması dolayısıyla sürekli bir sismik aktiviteye maruz kalmaktadır. Bölgede meydana gelen fay hareketleri, hem doğal oluşumları hem de yerleşim alanlarını etkileyerek, yukarıdan aşağıya doğru bir yapı değişikliği yaratmaktadır. Bu nedenle Erzincan Ovası, sismik açıdan dikkatle izlenmesi gereken bir alan haline gelmiştir.

Erzincan Ovası, Kuzey Anadolu Fay Zonu (KAFZ) üzerinde yer aldığı için deprem fayları üzerindedir. Bu fay hattı, doğu-batı doğrultusunda uzanırken Erzincan çevresinde tek bir çizgi halinde ilerlemez; aksine, bölgede çok sayıda kola ayrılarak yer yer yön değiştirir. Bu kırılmalar ve sıçramalar, zamanla yeryüzünde çöküntü alanlarının oluşmasına neden olur. Erzincan Ovası da bu süreçlerin bir sonucu olarak ortaya çıkan “çek-ayır havzası” niteliği taşır. Ayrıca, ovanın kuzeyinde KD-GB doğrultulu Kuzey Doğu Anadolu Fayı (KDAF) ve güneydoğusunda Ovacık Fayı (OF) gibi fay hatları da bulunmaktadır. Bu fayların etkisi, ovanın gelişimini ve deprem riskini artırmaktadır.