南海トラフ（なんかいトラフ、英: Nankai Trough）は、四国の南の海底にある水深4,000m級の深い溝（トラフ〈舟状海盆〉）のこと。東端を金洲ノ瀬付近のトラフ狭窄部、西端を九州・パラオ海嶺の北端とする。南海トラフをdeformation frontとして南側のフィリピン海プレートが北側のユーラシアプレート下に沈み込んでいる収束型のプレート境界としている。南海トラフ北端部の駿河湾内に位置する右図黄線の部分は駿河トラフとも呼称される。九州・パラオ海嶺を挟んで西側に琉球海溝が連続する。

数十年から数百年間隔で南海トラフのメガスラスト及びこれに付随する断層を震源断層とする巨大地震が発生していると考えられている[1]。

南海トラフ沈み込み帯に並行して上盤側には西南日本弧が伸び、付加体や外縁隆起帯・前弧海盆が発達する[2]。
概要

プレートテクトニクスの解釈によれば南海トラフは、北西方向に進んできた密度の高い海洋プレートであるフィリピン海プレートが、密度の低い大陸プレートであるユーラシアプレート（アムールプレート）と衝突してその下に沈み込んでいる、沈み込み帯である。

南海トラフの巨大地震震源域では陸上のGPS観測網から陸側のプレートが西北側へ移動していることが示され、プレート間の固着によって陸側のユーラシアプレートもフィリピン海プレートと共に引きずり込まれており「すべり遅れ速度分布」として知られていたが[3]、海上保安庁によって2011年から約4年間行われた観測では、南海トラフ沿いの海底に於いても陸側のプレートが北西方向に移動していることが改めて示され、移動速度は海域毎に異なるが最大となる遠州灘（浜名湖沖）と紀伊水道沖では最大で年間6cm程度の移動とされている[4]。

南海トラフのトラフ軸は、駿河湾の富士川河口付近を基点として、御前崎沖まで南下しその後南西に向きを変え潮岬沖、室戸岬沖を通って九州沖に達する。九州東方沖にある西端の先は、琉球海溝（南西諸島・沖縄の東を南北に走る）に繋がる。また、富士川河口付近にある東端の先は、陸地である富士山・箱根山・丹沢山地付近を経て相模トラフへと繋がると考えられているが、どの断層帯が境界であるかは定まっておらず、むしろ、1つながりの断層ではなく多数の断層群がプレート間の力学的境界をなしているという見方もある[5]。

第二次世界大戦後の昭和中期に南海地震の研究を行った沢村武雄は、南海地震や東南海地震の震源域が西日本に平行に東西に延びていることに着目し、これらの震源域を衝上断層（スラスト）であることから「南海スラスト」と名付けた[6]。後にプレートテクトニクス理論が一般化すると単なる衝上断層ではなく沈み込み帯であることが分かり、深さ6,000m未満なので「南海トラフ」と呼ばれるようになった。
南海トラフにおける地震過去に発生した南海地震、東南海地震、東海地震の推定震源域（地震調査委員会、2000年）詳細は「南海トラフ巨大地震」を参照

南海トラフの各所では、マグニチュード (M) 8クラスの巨大地震が約100年から200年の周期で発生している。

最も新しいものでは、1944年に紀伊半島南東沖を震源とする東南海地震 (M7.9, Mw8.2) 、1946年に同じく紀伊半島南方沖を震源とする南海地震 (M8.0, Mw8.4) が発生し、いずれも死者が千名以上に上る大きな被害となった。しかしこの時、この2つの地震の震源地に隣接する駿河湾付近の南海トラフ（駿河トラフ）では地震が起こらなかった。駿河トラフでは、紀伊半島沖から駿河湾を震源域として発生した1854年の安政東海地震以来、150年以上にわたって地震が発生していない状態が続いている。このため、"プレートが滑り残った"駿河湾で単独の巨大地震（東海地震、安政東海地震等とは震源域が異なり、区別するために「想定東海地震」と呼ぶ場合がある）が起こるのではないかという懸念が1970年代頃から出はじめ、プレスリップ理論に基づく予知法を根拠として、大規模地震対策特別措置法に基づく予知体制が整備された。

一方、安政の地震のもうひとつ前、宝永地震の際には四国沖から駿河湾までの広範囲で一度に地震が発生し連動型となった。このように南海トラフでは繰り返しの度に巨大地震の発生様式は異なることが分かっている。政府として東海地震対策が進められる中で、さらに東南海地震と南海地震が連動した3連動の東海・東南海・南海地震を想定する動きが2000年代ににわかに見られ、想定が行われた。しかし、2011年に発生したMw9.0の東北地方太平洋沖地震は、これまでの想定を超える規模の地震が南海トラフでも起こりうる可能性を浮き彫りにし、M9クラスを想定範囲に入れた南海トラフ巨大地震として想定を見直すこととなった。