东非大裂谷形成于大约2500万年前的中新世；起源于阿尔法三重交界处，随着时间的推移向南延伸。它目前从红海延伸到莫桑比克，全长3500公里，由两个大致平行的主要裂谷分支形成：东部裂谷穿过埃塞俄比亚和肯尼亚，西部裂谷以弧线从乌干达到马拉维。
但是也有人会将红海乃至于是向北延伸到小亚细亚的裂谷看做是东非大裂谷的一部分，那么这么算的话，东非大裂谷的长度就高达7000多公里。
东非大裂谷的东部和西部以火山活动、脆性断层和充满河流和湖泊沉积物的大型不对称半地堑系统为特征。东部分支被认为首先形成于早中新世，是一个富含火山的系统，形成了肯尼亚和埃塞俄比亚的裂谷，并包含拥有活跃熔岩湖的盾状火山尔塔阿雷火山。西部分支被认为是在中新世后期形成的，有一系列广泛的深浅湖，包括世界第二深的湖泊坦噶尼喀湖。它的火山活动相对较少，但地震更深，被认为具有更强的地震活动性。
一般来说，阿法尔地区裂谷、高地和相关洪水玄武岩的方向表明，东非大裂谷很可能是肯尼亚和埃塞俄比亚下方软流圈热流升高的结果。这种增加的热量导致这些地区抬升，导致脆性大陆地壳的拉伸和断裂。洪水玄武岩通过裂缝喷发并产生了一系列正断层，形成了细长盆地和相关高地的经典“地垒和地堑”形态，现在构成了裂谷。这种升高的热流的来源正在争论中，但大多数地质学家都认为它与地幔柱活动有关，加热上覆地壳并导致其膨胀和断裂。
今天东非大裂谷仍高于海平面，但在未来，随着裂谷继续延伸，裂谷将越来越低，最终使海水涌入大裂谷之间。如果裂谷继续下去，新的玄武质洋壳可能会沿着裂谷的中心形成，从而在非洲板块和索马里板块之间形成一个新的狭窄洋盆，并有自己的洋中脊。
虽然红海和东非大裂谷都是由大陆裂谷形成的，但它们是响应不同的地壳过程而形成的。东部裂谷分支是一个以火山作用为主的岩浆裂谷，由上升的地幔柱将热软流圈（地幔的上层，岩石圈以下）带到浅地壳水平而形成。红海是一个沉积裂谷，其延伸与板块伸展有关，更可与西部裂谷分支相媲美。
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