양방향에서 잡아당기는 장력, 양측에서 미는 횡압력과 중력이 작용하면 지층 내에서 변형이 일어나게 된다. 이때 연속적으로 쌓인 지층의 연속성이 무너지면서 하나의 면 또는 대(帶)를 경계로 상대적으로 어긋난 현상을 단층이라고 한다. 지층이 잘려 어긋난 면을 단층면이라고 하는데 이 경계면에서는 강한 마찰과 열로 인해 새로운 광물이 형성되기도 한다. 단층면 위에 있는 지괴를 상반, 그리고 그 아래에 있는 지괴를 하반이라고 하며 상반과 하반의 상대적인 위치에 따라 단층의 형태를 구분하기도 한다. 단층은 단층을 일으키는 데 작용한 힘의 방향에 따라 정단층, 역단층, 수평단층, 수직단층, 오버트러스트단층, 힌지단층으로 구분한다. 단층작용에 수반하여 나타나는 지형에는 지괴가 주변 지역에 대해 단층작용으로 침강하고 단층절벽으로 막혀 형성된 단층절벽, 단층면의 지표에 나타난 부분이 침식되어 생긴 단층곡, 단층애에 의해 한쪽 또는 양쪽이 막혀 상대적으로 융기하여 지괴가 침식되어 이루어진 단층산맥 등이 있다.