花東縱谷位在兩山之間，也正是處在兩個板塊的擠壓帶之中，隨著板塊作用形成許多特殊的地質地形景觀，如德武河階群、舞鶴台地（圖3-10）、秀姑巒溪辮狀河與板塊邊界的活動斷層等等。菲律賓海板塊與歐亞大陸板塊的邊界位於花東縱谷的東側，但因為河流的侵蝕與大量沉積物的覆蓋使得板塊邊界很不容易觀察。但是板塊相對運動產生的斷層作用，常在地表表現出錯移現象。例如1951年11月花東大地震就在瑞穗－池上之間地表形成長達40公里的地表破裂，這次地震產生的斷層就是板塊活動的最佳證明。地質學家就在瑞穗地區的地表破裂帶挖掘地下的斷層來研究地震造成的斷層結構，以及探討古代發生大地震的時間（圖3-11）。
    縱谷的南北兩段因受到板塊擠壓作用的不同，造成不同的地形景觀。光復以南的縱谷因板塊的擠壓產生抬升作用，在南段縱谷中形成許多河階地形，而且是多重階梯狀的河階地形；但是光復以北區域，縱谷是屬於張裂環境，縱谷已下陷作用為主，因此沒有河階地形發育。