Geologisk er Portugal en del av Det iberiske massiv. Landet danner grensesonen mellom Pyreneerhalvøyens indre og kystslettene langs Atlanterhavet. Fjellområdene i det nordlige Portugal hører til den hercynske foldning, oppsprukket og forkastet i tertiær, mens senkningene har tertiære og kvartære avleiringer. Det sydlige Portugal består av lave platåer med skiferbergarter, kalk- og sandstein. Øygruppene Asorene og Madeira er av vulkansk opprinnelse.