台灣造山運動有兩個主要階段：第一階段發生於中生代大南澳片岩變質基盤之中，相當南澳運動。第二階段作用於新生代範圍遍及臺灣全島，相當蓬萊運動。在新生代時，位於歐亞大陸板塊和菲律賓海板塊交界的台灣發生了另一次驚天動地的造山運動，就是著名的蓬萊造山運動，現今台灣島主要的形貌就是在蓬萊造山運動中成形的。台灣的地體構造位置是於菲律賓海板塊和歐亞大陸板塊相互擠壓所造成的板塊碰撞活動帶。臺灣的地體構造分區可以花東縱谷為界，東為東部海岸山脈（屬於菲律賓海板塊呂宋島弧），西為中央山脈及西部麓山帶（屬於歐亞大陸邊緣）。這個地體構造環境，使得臺灣成為世界上著名之研究造山運動及地殼變形的區域。
台灣東部和中部大部分地區是高山和丘陵，海拔五百公尺以上的山地約占總面積的三分之二。中央山脈、玉山山脈、雪山山脈、阿里山山脈、台東山脈像五條巨龍由東北向西南平行的伏臥在台灣；台灣是世界著名高山之島,海拔3千公尺以上的高山有2百餘座,其中玉山、雪山、秀姑巒山、南湖大山、北大武山因山體高大、雄偉壯麗而合稱五岳。而中央尖山、大霸尖山、達芬尖山因山勢尖突、險峻奇特而名之三尖。
一億多年以前，位於現今太平洋中的古太平洋板塊正快速地形成，同時並急速地向東西兩側擴張移動，造成古太平洋板塊隱沒歐亞大陸之下。這段期間的隱沒作用，在亞洲形成大規模的火山噴發，岩漿沿著地殼的裂隙上升，而在中國東南與日本一帶也形成大規模的火山噴發。台灣正處於古太平洋板塊隱沒下沈的位置，同時拜古太平洋板塊隱沒的巨大擠壓力量之賜，原本堆積在歐亞大陸東緣大陸棚上的巨厚沈積物才被推擠隆起，終至形成島嶼，也就是最早期的台灣島。
1億年之後，古太平洋板塊已完全隱沒並且熔化消失在歐亞大陸板塊底下的地函中，解除了歐亞大陸板塊長久以來受到的擠壓作用，中國華南地區的火山也因而逐漸地停止噴發。歐亞大陸板塊雖然不再受擠壓，卻反而形成舒展張裂的環境，在歐亞大陸板塊上形成出許多陷落的沈積盆地。6500萬年之後，台灣鄰近地區是位於淺海的大陸棚上，在沈陷的沈積盆地中開始堆積大量來自中國華南地區侵蝕下來的沈積物。今日在雪山山脈與西部麓山帶中可以看見巨厚的沈積岩層，就是此時在大陸棚上堆積的沈積物。約2000萬年時，南中國海板塊向東邊隱沒到台灣東側的菲律賓海板塊之下，並且在菲律賓海板塊上形成一長串的火山島鏈。這串島鏈北端的火山島就是現今的海岸山脈、綠島與蘭嶼。形成之初火山鏈還位於現今台灣島東南方的遠處，但因菲律賓海板塊每年以10公分的速度向西北方向移動，位在它上方的火山島鏈也隨著向西北移動。
從之前6500萬年以來，台灣附近地區大陸棚上的張裂盆地一直在堆積沈積物，最厚的沈積層可以厚達8000公尺以上。這麼厚的沈積物大都是在河流到淺海的環境沈積。因此，當時的濱海與沼澤地區經常堆積許多植物，淺海的沈積層中則沈積許多的生物的遺骸。這些沈積層經過長期的埋積，逐漸變成台灣最有利用價值的能源礦產－石油、天然氣與煤礦。
到了約1000萬年前，菲律賓海板塊終於與歐亞大陸板塊碰撞在一起了！這次的碰撞，不但將當時位在台灣附近大陸棚上的沈積層與岩層推擠隆起，露出海面形成台灣島。此後，在菲律賓海板塊和歐亞大陸板塊的擠壓下，台灣島一直持續地成長並抬升擴大，現在仍是如此。東南方海上的火山島弧隨菲律賓海板塊的接近，在300萬年前，火山島的北端(海岸山脈)，開始與台灣島發生接觸，而更加速了台灣島的抬升。這次的「弧陸」碰撞正是海岸山脈與台灣島合併的開始，地質學家將這次火山島弧與歐亞大陸的擠壓作用稱為「蓬萊運動」。這是台灣島1億年以來最重大的地質事件，也因為這次的碰撞才有今天的台灣島。
300萬年之後，台灣島大致已經初步具有現今的地貌如高聳的中央山脈﹑平坦的西部平原與西部各大河流都已開始發育。東部的海岸山脈火山島弧大約在50萬年時已經完全和台灣島拼合成為一體，火山島也抬升至陸地與中央山脈併接一起，正式成為台灣島的一個成員。雖然現今海岸山脈與中央山脈以花東縱谷為界相接，但海岸山脈與中央山脈還是分別位在兩個不同的板塊之上。菲律賓海板塊直到現在還是持續地朝歐亞大陸板塊移動並繼續的擠壓。約在280萬年前，向西北方向移動的菲律賓海板塊隱沒到北部台灣島之下。這次的隱沒作用在台灣島北部以及外海地區形成大規模的火山噴發。
約在80-50萬年，台灣北部地區的板塊推擠不再作用，同時也造成地殼開始鬆弛並引起地殼的張裂，而形成地函的岩漿大量的湧出地表，再次產生火山作用，約持續到20萬年前才停止火山活動。這些火山就是現今北部的大屯火山群、基隆火山群以及北部海域中各火山島，如基隆嶼、棉花嶼、澎佳嶼與釣魚台。這次火山作用也形成台灣北部金瓜石與九份豐富的金銅礦產，以及大屯山的硫磺礦。在菲律賓海板塊向台灣北部隱沒的同時也造成歐亞大陸板塊張裂形成1000-2000公尺深的蘭陽盆地以及沖繩海槽。現今宜蘭外海經常發生地震，就因為這地區板塊的張裂活動還不斷在進行造成地殼破裂所引發的地震。
最近一次的冰河期又稱為末次冰期，距今25000-18000年前，所以在這段時期台灣海峽是不存在的，因為那時的海水面比現在還低約120公尺。冰河時期，亞洲大陸的中心是非常的寒冷；因為有海洋可以降低溫度，因此沿海地區的氣候比較溫暖。此時亞洲大陸上許多的動物會移棲到沿海地區，所以台灣島就是最適合居住的環境。
18000年以後，氣候逐漸變得溫暖，南北極的冰帽以及高山的冰川逐漸的融化，海水面也逐漸的回升，台灣海峽也逐漸被海水掩沒。直到約5000年前，全球海水面的變化才逐漸的趨於穩定，不在升高。但是本世紀以來，因為人類無限度的發展，排放出大量危害環境的氣體與廢棄物，而逐漸形成地球的溫室效應，氣候有變暖的趨勢，因而造成冰川加速的融化與海水面的上升。這個人為所造成的氣候變化是否會對於人類有重大的影響，是近20年以來全球最為關注的問題。科學家預測在本世紀2040年時，海水面可能會升高10-20公尺。若是如此，那全球許多的城市將會陷入海洋之中，台北市也會遭受同樣的命運。