Le Fossé rhénan, aussi appelé graben du Rhin supérieur ou rift rhénan, s’étend sur 300 km, de Bâle au Sud à Francfort au Nord et sur 30-40 km de large entre les Vosges et la Forêt-Noire.
C’est une vaste vallée d’effondrement formée il y a 45 à 25 millions d’années, pendant la période géologique du Tertiaire, par l’étirement et l’amincissement de la croûte terrestre, créant un affaissement.
Le sous-sol du Fossé rhénan est composé de plusieurs couches géologiques : un socle granitique issu d’une ancienne chaîne de montagne sur lequel alternent des dépôts fluviatiles et des dépôts d’érosion et marins.