El origen geológico de la península Ibérica se halla en la existencia de un viejo macizo precámbrico que, plegado y arrasado por la erosión, fue cubierto posteriormente por los mares paleozoicos. Aunque en algunos lugares del viejo zócalo peninsular afloran rocas muy antiguas de la Era Precámbrica, la actual configuración de la Península ha sido la siguiente:
• A finales del Paleozoico tuvo lugar la orogenia herciniana, que transformó profundamente el primitivo núcleo de la Península. De los mares que cubrían dicho núcleo emergieron montanas, que formaron una cordillera, el macizo ibérico o hespérico. Este macizo constituye el núcleo de la actual Meseta Central.
• Durante el Secundario, la parte oriental del macizo ibérico se sumergió parcialmente bajo las aguas del mar de Tethys y quedo cubierto por rocas sedimentarias. Mientras tanto, en la superficie las tierras emergidas eran arrasadas por la erosión.
• Al comienzo del Terciario, la colisión entre la placa africana y la eurasiática provocó la orogenia alpina. En ella se plegaron las rocas sedimentarias y se levantaron los Pirineos y los Sistemas Béticos. La presión de la orogenia alpina sobre los materiales antiguos, mas duros y rígidos, produjo su resquebrajamiento en bloques separados por fallas; esto dio lugar a la formación del Sistema Central y de los Montes de Toledo.
En ese momento aparecieron también las depresiones del Ebro y del Guadalquivir.
• A finales del Terciario, la Meseta bascula hacia el oeste y de esta forma se comenzó a configurar la red hidrográfica actual.
• Durante el Cuaternario, la acción de los glaciares afecto a las cordilleras mas importantes. En las altas cimas del Pirineo, de la Cordillera Cantábrica, del Sistema Central y de Sierra Nevada, los glaciares formaron circos y agudas cesterías. En las zonas próximas a los glaciares se helaron los suelos, se cuartearon las rocas y se acumularon importantes depósitos sedimentarios. A partir de entonces solo se ha producido la desecación de los lagos interiores, pequeños fenómenos tectónicos y otros volcánicos.