宇和海に浮かぶ5つの島からなる。連なり、面積は併せて1.82平方km。四国本土とは最短1.5kmの距離にあり、八幡浜港からは、渡船で25分の位置にある。大島の北側の大部分には、三波川結晶片岩が露出し、大島の南部ではこの上に片麻岩を主体とする大島変成岩類が断層でのし上げている。大島変成岩類の最下部には、シュードタキライトという断層岩の一種を伴った断層帯が集中する。この断層帯は、今から5〜6千万年前の当時の中央構造線の活動に伴って形成されたと考えられる。三王島から、地大島の北の端にかけては再び三波川結晶片岩類が分布し、断層関係で白亜紀(1億4300万年前〜6500万年前)の真穴層と接する。三波川結晶片岩は、高い圧力を受けてもとの岩石の組織が変化した変成岩である。このうち特に緑色片岩は庭石の三波石として有名である。大島変成岩は、ハンレイ岩やカコウ岩や堆積岩などが高い温度でその組織を変えた片麻岩と呼ばれる変成岩からなり、三波川結晶片岩に低角の逆断層でのし上げている。大島変成岩の中には、断層が高速で動いた時に両側の岩石が溶けて固まったシュードタキライト(PseudoTachylyte)が発達している。シュードタキライトは火山から噴出した玄武岩に似ているが、断層岩の一種である。シュードタキライトは、地震を起こした震源断層そのものであり、地震の化石とも呼ばれており、地震発生のメカニズム解明のために重要である。