Neotektonik dönemde Kapadokya ve çevresinde, değişik karakterlerde tektonik yapılar gelişmiştir. Bunlar, batıda Tuzgölü fay zonu, doğuda Orta Anadolu fay zonu, kuzeyde Salanda fay zonu, güneyde Niğde fay zonu ve orta kesimde Derinkuyu fayıdır.   Derinkuyu fayı, bölgenin orta kesiminde yer alır. Derinkuyu’nun doğusunda yer alan fay, dikliği ile kendini belli eder. K-G doğrultuya sahip olup Derinkuyu Havzası’nın doğu kenarını kontrol eder (Kara). Derinkuyu Fayı'nın eğim atımlı normal yapısı, bölgedeki mevcut K-G sıkışma rejimi fikrine karşı bir genişleme rejiminin varlığını düşündürür (Toprak ve Kaymakçı 1995).

Derinkuyu havzası tektonik  kökenli kapalı bir havzadır. Havza Orta Pleistosene kadar Göllü Dağ kuzeyinde kayırlı koridoru istikameti boyunca akmakta olan bir akarsu tarafından drene edilmektedir. Ancak Orta Pleistosen ve sonrasında Göllü Dağ Volkanik kütlesinin oluşumu ve Kayırlı Koridorunda gerçekleşen volkanizma havzanın batısında ve kuzeybatısında drenajın ortadan kalkmasına ve havzanın kapanmasına neden olmuştur (Mouralis ve diğ. 2019).