К востоку от Каспийского моря система альпийских складчатых гор продолжается в виде хребтов Копетдага. Альпийские горы прослеживаются и к югу от Кавказа — это горы Загроса, разделяющие два крупных блока земной коры — Аравийскую плиту и Иранский массив. К югу от Загроса располагается мощный прогиб, заполненный речными наносами, — Месопотамская низменность.
К самым ранним отложениям, обнаруженным в Западном Средиземноморье, относят гнейсы. Их возраст, измеренный радиоактивными методами, оказался равным 600–530 млн лет. Предполагается, что эти породы сформировались в течение байкальского этапа горообразования. В начале рифея (1,65—1,4 млрд лет назад) раскололся огромный континент, объединявший Европу и Африку. Блоки раздвинулись, и обнажился морской бассейн, условно называемый Прототетис. В течение позднего рифея и венда (1,1 млрд—570 млн лет назад) морской бассейн заполняли осадочные породы, снесенные с суши, и продукты извержения вулканов. В начале палеозоя морской бассейн сжался, в ходе горообразования осадки были смыты, скручены и подверглись метаморфизации. В то же время произошло раздвижение коры на востоке — в области Крыма — Кавказа — Копетдага. Там возникло несколько впадин.
Каледонский этап горообразования в Средиземноморской области не выражен, так как Европа вновь соединилась с Африкой. На протяжении кембрия, ордовика, девона и нижнего карбона Западное Средиземноморье представляло собой периферию этого обширного континента, которую периодически заливали воды окраинных морей. Большую же часть Восточного Средиземноморья занимало окраинное море. Вероятно, лишь Закавказский массив выступал в качестве огромного острова.
Облик Средиземноморья сильно изменился в герцинский этап горообразования: выросли высокие горы, осадочные породы подверглись сжатию, активизировались вулканы. Предполагают, что в области Сахарской плиты и в южной части Западного Средиземноморья существовал крупный морской бассейн. Интенсивное горообразование шло в районе Главного Кавказского хребта: осадочные отложения, накопившиеся в предшествующие периоды, были подняты и метаморфизованы; в результате извержения вулканов образовались лавовые поля. Одновременно области южного склона Центрального Кавказа и Восточный Кавказ погружались; здесь сохранялись довольно глубокие морские бассейны. К концу палеозоя тектоническая активность в области Средиземноморья утихает.
Альпийский геосинклинальный этап начался в ранней юре (190–150 млн лет назад). В средиземноморском регионе произошло раскалывание и раздвигание земной коры, вследствие чего образовался огромный океан — Тетис. От Атлантического океана он простирался на восток через Альпы, Дипариды, Карпаты. Далее, через пролив в районе Балканского полуострова, Тетис уходил на юго-восток в Малую Азию, где существовал бассейн, протягивавшийся от Измира к равнинам Внутренней Анатолии. Восточным продолжением Тетиса был Малокавказский океанический бассейн, соединявшийся с морями в районе Загроса. На месте Крыма — Кавказа — Конетдага располагалось обширное краевое море. Оно было отделено от собственно Тетиса огромным островом — Закавказским массивом.
Расширение морского бассейна Тетиса в районе Средиземноморья закончилось в поздней юре (150–135 млн лет назад). Тогда же начались мощные тектонические движения, приведшие к сокращению бассейна. Вновь задымились вулканы, время от времени выбрасывая лавовые потоки на берега Тетиса и прямо в море. В течение мела в западной части Тетиса единый бассейн разделился на несколько заливов и морей, между которыми образовались участки суши. В позднем мелу (100—65 млн лет назад) у подножия растущих гор Западного Средиземноморья накапливались мощные толщи флиша. В то же время на востоке Средиземноморья, в районе Кавказа и Крыма, продолжалось спокойное развитие окраинного моря Тетиса. Именно тогда оно достигло своих максимальных размеров.
Начало альпийского орогенеза относится к олигоцену — миоцену (30–10 млн лет назад). Современная тектоника плит объясняет этот процесс погружением (субдукцией) океанической коры под выступы континентальных плит. Тогда же от Тетиса отделилась его северная окраина — Паратетис. К среднему миоцену (15–14 млн лет назад) поднялись западные внешние альпийские дуги. Одновременно с этим погружались внутренние области, что привело к формированию Алжиро-Прованского и Тирренского бассейнов. В начале плиоцена погрузился блок на самом западе Средиземноморья. Здесь образовался Гибралтарский пролив. Тогда же на 1–1,5 км ушла под воду Тирренская котловина. По периферии опускавшихся котловин происходило сводовое поднятие гор, сопровождавшееся сбросами и надвигами. В мощное поднятие оказались втянутыми и окраинные части платформ, за счет чего, в частности, образовались Юрские горы. Активизировались вулканы, расположенные по берегам Тирренской впадины, Италии, Сардинии, Корсики, а также на островах Эгейского моря.