Česko je z hlediska geologické stavby značně různorodé. Na jeho území zasahují dva celky: Český masiv (na schématu níže ČM) a Západní Karpaty (ZK). Český masiv má blokovou stavbu: vznikl spojením více částí litosféry, tyto bloky na sebe víceméně navazují svými okraji. Západní Karpaty mají příkrovovou stavbu, vrstvy hornin v rámci nich podléhaly rozsáhlému vrásnění a posunům. Hranice mezi Českým masivem a Západními Karpaty prochází zhruba v linii Znojmo-Brno-Ostrava.

Části Českého masivu byly ovlivněny kadomským vrásněním, které probíhalo koncem starohor a v kambriu (došlo např. ke vzniku magmatických hornin na dnešním severu Česka či některých přeměněných hornin v moldanubiku – a).

V prvohorách zhruba od kambria do devonu bylo např. bohemikum (středočeská oblast) do velké míry zaplaveno mořem: vyskytují se zde fosilie (trilobitů, hlavonožců aj., zejména v barrandienu – b), též se zde ukládaly vápence, které tvoří Český kras.

V období karbonu a permu se odehrávalo variské vrásnění. Díky němu se spojily části Českého masivu (mikrokontinenty) a došlo ke vzniku karbonských jezerních pánví. V nich se ukládala biomasa, ze které vzniklo černé uhlí (dříve se těžilo např. na Kladensku – c, dodnes se těží na Ostravsku, kde je překryto sedimenty Karpat – c'). V rámci variského vrásnění též vzniklo velké množství hlubinných vyvřelých hornin (žula aj.). Od karbonu a permu dále docházelo k ukládání víceméně nezvrásněných hornin (to se označuje jako platformní pokryv). Vzhledem k suchému klimatu v permu vznikaly červené sedimenty obsahující oxid železitý () – díky tomu se např. na Kladensku či v Podkrkonoší vyskytují červené půdy.

Co se týká druhohor, horniny z triasu a jury nejsou na území Česka časté. V křídě bylo zdejší území pod mořskou hladinou, což dalo vzniknout české křídové pánvi (d, v geomorfologii označované jako Česká tabule).

Ve třetihorách vlivem alpinského vrásnění docházelo ke vzniku sopečných pohoří (České středohoří – e, Doupovské hory – f) i jednotlivých vrchů (např. Říp, Bezděz). Vznikaly hnědouhelné pánve (chebská, sokolovská, mostecká – g). Zároveň se objevily mnohé zlomy a vyklenula se okrajová pohoří.

Ve čtvrtohorách vznikla soudobá říční síť a zvláště v meziledových dobách se tvořily dnešní půdy.

Součásti Západních Karpat zasahující na území Česka vznikaly zejména během druhohor a třetihor. Zahrnují karpatskou (čelní) předhlubeň (h) a flyšové pásmo (i), v němž docházelo ke střídavému ukládání sladkovodních a mořských sedimentů. V předhlubni (resp. vídeňské pánvi) se nacházejí zásoby ropy a zemního plynu (třetihorního stáří). Do Česka zasahují i karpatská bradla (kopce a hřbety vyvýšené nad okolní terén), příkladem Pavlovské vrchy na Jižní Moravě.