В тектоническом отношении регион приурочен к центральной и северо-западной части Воронежской антеклизы - крупного поднятия Русской платформы, которое разделяет Московскую синеклизу и Днепрово-Донецкую впадину. Согласно геодинамической карте данный район относится к салической шовной зоне древних геосинклинальных прогибов стабилизированной земной коры континентального типа. Подобные районы отличаются стабильностью происходящих в земной коре тектонических и геодинамических процессов. Согласно распределению теплового потока регион также расположен в области средних значений теплового поля, характеризуемого средними значением теплового потока в пределах 40-50 мВт/м2, что также подтверждает стабильность режима земной коры.

Нижний структурный этаж сложен метаморфизованными породами архея и среднего протерозоя, верхний - осадочными породами. Отложения девонской системы слагают в основном северное и восточное крыло антиклизы, каменноугольное - южное крыло. Это обусловило наличие палеозойской антиклинальной структуры. Свод Воронежского кристаллического массива осложнен серией узких гряд, приуроченных к выходам месторождений железистых кварцитов. В настоящее время структура докембрия района представляется в виде системы четырех чередующихся синклинорных и антиклинорных зон северо-западного простирания В породах фундамента тектонические разломы обнаружены, однако в настоящее время нет надежных данных о их амплитуде, возрасте и форме смещений по границе мегаблоков.

На рис. 2 представлена геолого-структурная схема строения Воронежского кристаллического массива . Участок АЭС, как это видно из схемы непосредственно расположен в области границы мегаблоков фундамента.

На рис. 3 приведена геолого-геофизическая модель строения Воронежского кристаллического массива. В целом, на основе анализа ряда карт и архивного материала можно утверждать, что в тектоническом отношении регион отличается стабильным режимом без аномально высоких значений современных движений земной коры, а также в целом достаточно низкой активностью имеющихся глубинных тектонических разломов, однако анализ сейсмических явлений региона, приведенный ниже, позволяет "подозревать" существование в регионе активных тектонических нарушений. Крупнейшей неотектонической структурой I порядка в регионе является субмеридиональное поднятие - Среднерусская антиклиза, которая на западе сменяется приднепровской моноклиналью. На востоке расположена отрицательная структура I порядка - Окско-Донская впадина. Эти две структуры I порядка в свою очередь имеют более мелкие нетектонические структуры в виде серии поднятий неправильной овальной и изометричной форм, желообразных прогибов, структурных террас и флексурных перегибов. Наиболее негативным фактором являются новейшие структурные линейные элементы, с которыми связаны зоны повышенной трещиноватости, приуроченные к крыльям структур.

Наиболее вероятной причиной возникновения указанных структур могут быть вертикальные движения крупных структурно-тектонических блоков земной коры. На основе анализа материала, характеризующего современные вертикальные движения в регионе, можно утверждать, что он характеризуется незначительными значениями амплитуд современных вертикальных движений. По результатам многолетних нивелировок было установлено, что диапазон значений вертикальных перемещений структурных блоков заключен в интервале от - 4 мм/год до +4 мм/год. При этом участок земной коры восточнее НВАЭС испытывает поднятие, а территория прилежащая к Воронежу опускание. Для неотектонического этапа развития региона характерно, наряду с оживлением древних структурных линий господствующей северо-западной и субмеридианальной ориентировки, активизация и формирование северо-восточных, северо-северо-восточных и субширотных структур. Геоморфология региона тесно связана с неотектоникой. Регион находится в области возвышенной эрозионно-денудационной равнины. Всего на территории области выделено 6 геоморфологических районов. В геоморфологическом отношении Нововоронежская АЭС располагается на стыке двух геоморфологических областей: Среднерусской возвышенности на правом берегу р. Дон и Тамбовской низменности на левом. Основной водной артерией является р. Дон. Характерная особенность террас правого берега - преобладание глинистых образований за счет процесса наложения пород террас р. Дон на ледниковые отложения, сходные по литологическому составу. Пойма реки имеет два уровня. Низкий, высотой 4-6 м на уровнем реки, затапливаемый. Поверхность поймы слабоволнистая, с уклоном в сторону тылового шва, занятого озерами и старицами. Абсолютные отметки от 85,0 до 90,0 м. Пойма реки Дон хорошо выражена. Высота ее над уровнем воды 4-8 м. Ширина от 0,3 км до 6 км, притеррасовая пойма имеет высоту 87-89 м. Вероятно на данные наблюдений за СДЗК должны оказывать сезонные колебания обводненности верхней толщи пород.

В неотектоническом отношении участок расположен на стыке неотектонических структур первого порядка - Среднерусской антеклизы (по правобережью), которой в геоморфологическом отношении соответствует Среднерусская возвышенность, и Тамбово-Воронежская впадины, которой соответствует Тамбовская низменность. Границей между этими региональными структурами служит крупный разлом, протягивающийся в северо-западном направлении. В строении района выделяются два структурных этажа. Нижний представлен сложно дислоцированными интрузивными и метаморфическими породами докембрийского возраста. Верхний сложен спокойно залегающими осадочными палеозойскими и мезо-кайнозойскими породами, нарушенными флексурообразными складками и разломами, представляющими собой проявления неотектонической деятельности земной коры вдоль глубинных разломов в кристаллическом фундаменте. Разрывные дислокации скорее всего имеют сбросово-взбросовый характер с незначительными горизонтальными смещениями и большой амплитудой сброса (до 7-12 м). Основные направления разрывных нарушений северо-западное, западное, северо-восточное. На основании совокупности геологических, геоморфологических, геофизических и гидрогеологических признаков, предполагается наличие двух основных разломов: к первому приурочена долина р. Дон. Второй несколько восточнее первого.

Тектоническое строение региона отражено также в следующих материалах:
Результаты гелиометрической съемки.
           Геологическая характеристика площадок под строительство АЭС.  Отчет по теме НИР за 1985-1988 гг. МИНГЕО СССР. ВИМС, комплексная экспедиция.