Sivas Ili arazisi farkli jeolojik dönemlerde olusmustur. Il merkezinde Yildizeli-Hafik arasinda I.Jeolojik dönemden kalmis yasli kütleler yer alirken, Yildizeli-Sarkisla arasinda II.Jeolojik dönemde olusmus arazi ana çatiyi olusturur. Ildeki daglar, III.Jeolojik devirde Alp orojenezi ile belirginlesmistir. Gemerek-Sarkisla yöresindeki akarsu boylarinda ise IV.Jeolojik dönemde olusmus birikintilere rastlanir.

Il topraklarinin kuzeyinde yer alan Kelkit Vadisi birinci dereceden deprem kusaginda yer alir. Zara-Imranli çizgisinin kuzeyi ikinci ve üçüncü dereceden deprem kusaginda yer alirken ilin güneyi sarsintilarin daha zararsiz geçtigi tehlikesiz bölgeleri olusturur.