阿蘇カルデラは、27万年前から9万年前に発生した4回の巨大カルデラ噴火により形成されたカルデラ地形である。その大きさは日本で2番目で、1位は北海道の屈斜路カルデラである。また3位は鹿児島県の桜島の北にある姶良カルデラである。阿蘇山は火口湖も海もなく、カルデラの中に立って周囲の外輪山を見渡すことができる。カルデラを取り囲む外輪山も阿蘇火山に含まれ、東西約18キロメートル・南北約25キロメートルに及ぶ。カルデラを見下ろす大観峰などは、カルデラ噴火前の火山活動による溶岩とカルデラ噴火による火砕流堆積物（溶結凝灰岩）で構成された山である。
カルデラ盆地は中央火口丘によって南北に二分され、北は阿蘇谷、南は南郷谷と呼ばれる。阿蘇谷は阿蘇市に、南郷谷は阿蘇郡高森町および南阿蘇村に属する。阿蘇谷には、熊本と大分を結ぶJR豊肥本線が通る。南郷谷には豊肥本線立野駅から分岐する第三セクター南阿蘇鉄道が走る。カルデラ内は湧き水が豊富で平坦な地形が開け、農業生産に適しており、古くから人が住み集落を形成していた。7世紀の中国の歴史書『隋書（隋書倭国伝）』や『北史（北史倭国伝）』にも「阿蘇山」の名が見え、火を噴き上げる山として知られていた。 9万年前の巨大カルデラ噴火による噴出物は384 km3 DRE（見かけ体積600km3、ほぼ富士山の山体全部の大きさ）に達し、火砕流は九州の半分を覆ったと推定されている。特に厚く堆積した地域では火砕流台地となって残っている。この台地は九州中央部に広く分布し、緩やかに波打つ平原を形作っている。周辺自治体の熊本県高森町東南部、熊本県山都町北部一帯のほか、隣県の宮崎県五ヶ瀬町北部や、同県西臼杵郡高千穂町、大分県竹田市などもその中に入る。 123456789101112
火砕流台地の範囲
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93 2-5 130 4-4 224 8-0 238 135 294 1710 635 2014 670 2318 319 2418 288 2115 131 169 111 104 74 5-2
気温（°C）
総降水量（mm）
出典：気象庁
インペリアル換算
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3.7 3524 5.1 3826 8.8 4631 9.4 5641 12 6349 25 6857 26 7364 13 7564 11 7059 5.2 6148 4.4 5138 2.9 4028
気温（°F）
総降水量（in）
平野部と同じく太平洋側気候だが、西岸海洋性気候(Cfb)に属し（阿蘇市街地などの大部分は温暖湿潤気候）、概ね北海道道南から東北地方北部にかけての太平洋沿岸の気候に似ており、夏季冷涼・冬季厳寒である。中岳西側の阿蘇山上（露場の標高1142.3m、北緯32°52.8′、東経131°04.4′）では1931年11月から地上気象観測が行われてきた。1939年11月には阿蘇山測候所となったが2009年10月に測候所は廃止された。以後は、阿蘇山特別地域気象観測所として自動観測が行われていたが、2017年12月11日14時をもって観測所は廃止された。
年間平均気温は9.9℃で、九州の他地域と比べると大幅に低く、東北地方の大半の都市と比較しても低い値となっている。降水量は年間降水量で3206.2mmと大変多く、特に6月から7月にかけての梅雨の時期は土砂降りの大雨が続き、その豊富な雨水は大地を潤し、県の地下水資源ともなっている。
冬の訪れは、九州としてはかなり早く@media screen{.mw-parser-output .fix-domain{border-bottom:dashed 1px}}9月末から10月にかけて初氷・初霜が観測され[要出典]、11月初頭から中旬頃にかけて初雪を観測し、12月以降は本格的な冬となる。真冬になると気温は-10℃未満の日も珍しくなく、強い冬型の気圧配置になった場合は、山頂は-15℃程度まで低下する[18]。最高気温0℃以下の真冬日は26日程度である[19]。ただし、中国地方以東の山とは異なり根雪とはならず、近年では積雪は多くても100cmを超えることは無く、豪雪地帯には指定されていない。春の訪れも九州としては遅く、4月に入っても降雪や積雪を観測することがある。夏は標高が1,000メートル以上と高いため、これまで真夏日や猛暑日を観測したことは観測史上一度も無い。
