据东京大学地震研究所介绍，日奈久断裂带从熊本县益城町木山附近，经芦北町，一直延伸到八代海南部，全长81公里。根据地质构造等特征，从北起分为高谷白畠段（16公里）、日奈久段（40公里）、八代海段（30公里）。

　日奈久剖面具有明显的右旋走滑，沿断层有山谷和山脊，而此次地震发生的地区之一高谷-白畑剖面则具有几乎垂直的断层。二川断裂带为向北倾斜的构造边界，日奈久断层带为向西倾斜的构造，高野白畑断层为复杂的地下构造。断层结构之间的差异被认为是由于成熟程度不同造成的。在日奈久断裂带进行了多次古地震调查，据认为最近的一次古地震发生在1至1,200年前的高谷-白畑断层。在另外两个部分中，最新的活动被认为要早得多。

　地震研究所表示，熊本大部分地震似乎发生在日奈久断裂带的高谷白畑段，在确定余震的确切位置的同时，也在调查地面上出现的断层分布情况……，有必要澄清地震的性质。此外，由于有数据表明部分损害发生在二川断裂带，因此也有必要澄清这一点。

　日本气象厅认为14日发生的6.5级地震为前震，16日发生的7.3级地震为主震。地震研究委员会评估，前震是由日奈久断裂带活动引起的，主震是由二川断裂带活动引起的。