V geologickej stavbe Tatier prevládajú žuly a kryštalické bridlice. Pre časť Západných Tatier (skupina Sivého vrchu a Červené vrchy) a pre
Belianske Tatry sú charakteristické naopak vápence a dolomity.
   
Žulový masív, dnes odhalený, pôvodne ležal hlboko v zemskej kôre, krytý mäkšími horninami (tzv. pratatry z konca prvohôr). V priebehu druhohôr a treťohôr bolo územie striedavo zaliate morom, alebo vystupovalo ako ostrov. Formovanie povrchu začína v mladších treťohorách, kedy horotvorné sily vydvihli žulové jadro (predpokladá sa výška zdvihu okolo 3500 m) a činnosť vody ho postupne zbavovala mäkkých hornín. To zaraďuje Tatry medzi geologicky mladé horstvá. Pre porovnanie blízke Spišsko - gemerské rudohorie a Nízke Tatry sa formovali na prelome druhohôr a treťohôr.
   
Hlavným činiteľom konečnej podoby Tatier bola činnosť ľadovcov počas viacnásobného zaľadnenia (ľadová doba v starších štvrtohorách). Po ústupe ľadovcov zhruba pred desaťtisíc rokmi nám zanechali pre Tatry charakteristické prvky - hlboké ľadovcové doliny, morény, plesá, skalné rázsochy s množstvom vrcholov, veží, ihiel popretkávaných tesnými sedlami.