평안남도에서 서부를 제외한 대부분 지역과 함경남도 남단부의 서부, 황해도의 북변 등지에 고생대의 조선누층군과 고생대 석탄기에서 중생대 트라이아스기 초기에 걸쳐 형성된 평안누층군이 분포하는 지역을 말한다.
이 지역의 퇴적층은 고생대 초엽, 고생대 말엽, 중생대 초엽의 지층으로 되어 있으며, 지각의 일부가 침강하여 퇴적암과 화산암이 수 ㎞ 두께로 퇴적된 후 지구조 윤회운동의 일부로 조산운동이 뒤따르는 것이므로 평남지향사는 표식적인 지향사가 아니라 보통의 퇴적분지이므로 평안분지라고 하는 것이 적당하다고 여겨진다. 지향사설 자체도 판구조론으로 대체되어가고 있다.
동아시아 지질의 영향을 받는 한반도는 지괴(안정내륙)와 지향사(퇴적분지)가 반복되는 경향을 보여주며 아시아 대륙성장의 극성이 퇴적분지의 발전과 화성활동의 시대적인 발생과정에도 반영되고 있다.
평안분지라고 할 때에는 남쪽에 평안분지에 계속된 상원계(祥原系) 분포지를 포함하므로, 평안분지는 원생대층·고생대층·중생대 초엽의 지층이 거의 연속적으로 퇴적된 분지로서 총 1만m의 두꺼운 지층과 2개의 큰 부정합을 내포한 누층이다. 지질구조상 옥천대와 유사한 것으로 알려져 있다. 평안계는 홍점총, 사동통, 고방산통, 녹암통으로 구분하다가 삼척탄전에 관한 연구가 진행되면서, 고목층군, 철암층군, 황지층군으로 구분하고 있다.
상원계 분포지는 황해도 대부분을 차지하며, 최근까지 조선계로 생각되었던 옹진군∼은율군 사이와 그 서쪽도 포함한다.