既往調査の結果を収集・分析し、対象活断層の分布、地形的な特徴、地質的な背景、調査状況などを整理します。

地形図判読、DEM解析、空中写真判読などを用いて、活断層がずれることによって形成された特徴的な変動地形を抽出します。DEM解析では、航空機、ヘリコプターやドローンを用いて、上空からレーザー測量を行い取得したDEM（数値標高モデル）を用いて変動地形を抽出します。空中写真判読では、戦後の米軍写真や国土地理院の空中写真等を用いて、実体視により変動地形を抽出します。

地表踏査で断層露頭が見つかった場合には地質観察やスケッチを行い、断層の性状や変位センスの記載を行います。断層が新しい地層を切る露頭が見つかった場合には、活断層露頭と認定することが出来ます。地層の年代測定や火山灰などの鍵層を特定し、活動時期や変位量のデータを取得することができます。

活断層の推定通過位置を横断する測線を設定し、物理探査を実施します。探査では、反射法地震探査、電気比抵抗探査、地中レーダー探査、微動アレイ探査などを目的によって使い分けます。物理探査の詳細は「物理探査」のページをご参照ください。

活断層の推定通過位置で地面を溝状に掘削し、壁面に現れた活断層及び周辺の地層の状況を直接確認します。掘削した壁面は平滑に整形し、1m間隔のグリッドを張り、壁面観察、スケッチ、写真撮影を行います。地層に含まれる木片や炭質物の14C年代測定、火山灰分析、土器や石器の鑑定などから地層の年代を決定します。断層に切られている地層、断層を覆っている地層の年代を求め、活断層が最後に活動した年代を絞り込む「上載地層法」を用いて断層活動を評価します。これらの結果から、活断層の活動時期、断層のずれの方向や変位量、平均活動間隔、平均変位速度などの情報を得ることが出来ます。

（「平成28年熊本地震を踏まえた総合的な活断層調査　平成29年度成果報告書」から引用）

断層に「上載地層法」が摘要できない場合には、活断層かどうかの判断が難しくなります。そのような場合には、断層破砕帯の観察・分析をもとに、断層の活動性評価を行います。断層破砕帯の露頭・研磨片・薄片・電子顕微鏡などの様々なスケールでの構造観察、断層面の条線観察、X線回折分析、化学組成分析などを組み合わせて、断層破砕帯の特徴や活動性を明らかにします。