В Средиземном море отмечается широкое распространение континентальной земной коры. Субокеаническая земная кора развита лишь пятнами в самых глубоких котловинах: Балеарской, Тирренской, Центральной и Критской. Шельф существенно развит только в пределах Адриатического моря и Сицилийского порога. Горное складчатое сооружение, соединяющее Ионические острова, Крит и острова к востоку от последнего, представляют собой островную дугу, которая ограничена с юга Эллинским жёлобом, в свою очередь с юга, обрамлённого поднятием Восточно-Средиземноморского вала. Дно Средиземного моря в геологическом разрезе сложено соленосными толщами мессинского яруса (верхний миоцен). Средиземное море является сейсмичной зоной. Здесь сохранилось несколько действующих вулканов (Везувий, Этна, Санторин).