Der Hessische Trog erstreckt sich nahezu in Nord-Süd-Richtung zwischen dem Rheinischen Schiefergebirge und dem Münsterländer Becken im Westen sowie dem Harz und dem Thüringer Becken im Osten. Er bedeckt ungefähr 9798 km² der deutschen Onshore-Fläche.
Der Hessische Trog bildet die Fortsetzung des Oberrheingrabens, der zur gleichen Zeit entstanden ist. In der Region der hessischen Senke überlagern mächtige Sedimente das variszische Grundgebirge, das sich unterirdisch vom Rheinischen Schiefergebirge bis zum Harz verfolgen lässt.
Im nördlichen Teil des Hessischen Trogs ist das Becken mit bis zu 2500 Metern permischen, mesozoischen und känozoischen Sedimentgesteinen gefüllt.
Die durchschnittlichen Temperaturgradienten reichen von 28.2 bis 35.2 °C pro Kilometer (GeotIS).
Die folgenden stratigraphischen Einheiten könnten von besonderem Interesse sein.