Большую часть материка образует докембрийская Антарктическая платформа, которая обрамлена на побережье Тихоокеанского сектора мезозойскими складчатыми сооружениями (прибережные районы морей Беллинсгаузена и Амундсена, а также Антарктический полуостров). Антарктическая платформа неоднородна в структурном отношении и разновозрастна в различных частях. Большая её часть в побережьях Восточной Антарктиды представляет собой верхнеархейский кристаллический фундамент, сложенный разнообразными гнейсами, кристаллическими сланцами, мигматитами, теневыми гранитами и другими породами общей мощностью в 15-20 км.
На окраинах платформы, в пределах Трансантарктических гор и Земли Мэри Бэрл располагается древнекаледонская плита. Её фундамент образован двухъярусной складчатой толщей: внизу дорифейским гнейсово-гранитным комплексом, вверху рифейскими и кембрийскими вулканогенными отложениями мощностью до 10 км.
Чехол платформы представлен различными песчаниками, алевролитами и глинистыми сланцами мощностью до 3 км.
Складчатый пояс Антарктиды образован тремя структурными ярусами. В области сочленения платформы и складчатого пояса Антарктиды установлены раннемезозойские складчатые сооружения.
В Антарктиде открыты месторождения каменного угля, железных руд, установлены признаки месторождений слюды, графита, горного хрусталя, золота, урана, меди, серебра. Малое число месторождений полезных ископаемых объясняется слабой геологической изученностью материка и его мощным ледниковым покровом. Перспективы антарктических недр весьма велики. Этот вывод базируется на сходстве геологического строения Антарктической платформы с гондванскими платформами др. материков Юж. полушария, а также на общности складчатого пояса Антарктиды с горными сооружениями Анд.