青藏高原有确切证据的地质历史可以追溯到距今4-5亿年前的奥陶纪,其后青藏地区各部分曾有过不同资料的地壳升降,或为海水淹没,或为陆地。到2.8亿年前(地质年代的早二叠世),今青藏高原是波涛汹涌的辽阔海洋。这片海域横贯现在欧亚大陆的南部地区,与北非、南欧、西亚和东南亚的海域沟通,称为“特提斯海”、或“古地中海”,当时特提斯海地区的气候温暖,成为海洋动、植物发育繁盛的地域。其南北两侧是已被分裂开的原始古陆(也称泛大陆),南边称冈瓦纳大陆,包括今南美洲、非洲、澳大利亚、南极洲和南亚次大陆;北边的大陆称为欧亚大陆,也称劳亚大陆,包括今欧洲、亚洲和北美洲。青藏高原是世界上最年轻的一个高原。2.4亿年前,由于板块运动,分离出来的印度板块以较快的速度开始向北向亚洲板块移动、挤压,其北部发生了强烈的褶皱断裂和抬升,促使昆仑山和可可西里地区隆生为陆地。随着印度板块继续向北插入古洋壳下,并推动着洋壳不断发生断裂,约在2.1亿年前,特提斯海北部再次进入构造活跃期,北羌塘地区、喀喇昆仑山、唐古拉山、横断山脉脱离了海浸。到了距今8000万前,印度板块继续向北漂移,又一次引起了强烈的构造运动。冈底斯山、念青唐古拉山地区急剧上升,藏北地区和部分藏南地区也脱离海洋成为陆地。整个地势宽展舒缓,河流纵横,湖泊密布,其间有广阔的平原,气候湿润,丛林茂盛。高原的地貌格局基本形成。地质学上把这段高原崛起的构造运动称为喜马拉雅运动。随着印度板块不断向北推进,并不断向亚洲板块下插入,青藏高原在对此上升阶段中形成。青藏高原的形成并不是一次就完成的,其抬升过程不是一次性的猛增,也不是匀速的运动,而是经历了几个不同的上升阶段。每次抬升都使高原地貌得以演进。其上升速度曾几度达到停止,但有时也非常迅速。距今一万年前,高原抬升速度更快,曾达到每年7厘米,使之成为当今地球上的“世界屋脊”。今天的青藏高原中部以风化为主,而边缘仍在不断上升。