車籠埔斷層是台灣中部一條南北走向的逆斷層，長約91.9公里，北起苗栗縣卓蘭鎮，南至南投縣竹山鎮。此斷層以低角度（約30-50度）逆移為主，斷層上盤主要為新第三紀的錦水頁岩與卓蘭層，下盤則為更新世的頭嵙山層及沖積層。

921集集大地震（1999年9月21日凌晨1點47分）即由車籠埔斷層錯動引發，震央位於南投集集鎮地底約8公里深處。地震發生時，斷層在短短約30秒內迅速破裂地表，造成近百公里長的斷層裂痕。斷層上盤大幅抬升，地表落差最大可達10公尺，形成明顯的斷層崖，著名的如昔日光復國中操場跑道上的「小山」即為斷層抬升的地形特徵。

此外，車籠埔斷層與鄰近的三義斷層、大尖山斷層有地質上的連接關係，但各斷層的上盤岩層不同，且斷層活動特性亦有差異。車籠埔斷層南段與鹿寮斷層相連，後者在集集地震中亦有活動。

所以，車籠埔斷層是台灣重要的活動斷層之一，其錯動直接導致了1999年的921集集大地震，造成嚴重的地表變形與災害，至今仍是地震研究與防災的重要對象。