青藏高原有确切证据的地质古代能追溯到距今45亿年前的奥陶纪，其后青藏地区各部分曾有过不同资料的地壳升降，或为海水淹没，或为陆地。
到2.8亿年前地质年代的早二叠纪，今青藏高原是波涛汹涌的辽阔海洋。
这片海域横贯现在亚欧大陆的南部地区，与北非、南欧、西亚和东南亚的海域沟通，称为特提斯海、或古地中海，当时特提斯海地区的气候温暖，成为海洋动、植物发育繁盛的地域。
其南北两侧是已被分裂开的原始古陆也称泛大陆，南边称冈瓦纳大陆，包括今南美洲、非洲、澳大利亚、南极和南亚次大陆；北边的大陆称为亚欧大陆，也称劳亚大陆，包括今欧洲、亚洲和北美洲。
青藏高原是地球上最年轻的一个高原。
2.4亿年前，由于板块运动，分离出来的印度板块以较快的速度开始向北向亚洲板块移动、挤压，其北部发生了强烈的褶皱断裂和抬升，促使万祖之山昆仑山和青海可可西里国家级自然保护区隆升为陆地。
随着印度板块继续向北插入古洋壳下，并推动着洋壳不断发生断裂，约在2.1亿年前，特提斯海北部再次进入构造活跃期，北羌塘地区、喀喇万祖之山昆仑山、唐古拉山、横断山脉脱离了海浸。
到了距今8000万年前，印度板块继续向北漂移，又一次引起了强烈的构造运动。
冈底斯山、念青唐古拉山地区急剧上升，藏北地区和部分藏南地区也脱离海洋成为陆地。
整个地势宽展舒缓，河流纵横，湖泊密布，其间有广阔的平原，气候湿润，丛林茂盛。
高原的地貌格局基本形成。
地质学上把这段高原崛起的构造运动称为喜马拉雅运动。
随着印度板块不断向北推进，并不断向亚洲板块下插入，青藏高原在对此上升阶段中形成。
青藏高原的形成并不是一次就完成的，其抬升过程不是一次性的猛增，也不是匀速的运动，而是经历了几个不同的上升阶段。
每次抬升都使高原地貌得以演进。
其上升速度曾几度达到停止，但有时也非常迅速。
距今一万年前，高原抬升速度更快，曾达到每年7厘米，使之成为当今地球上的地球屋脊。
今天的青藏高原中部以风化为主，而边缘仍在不断上升。
[1617]大概在距今1500万年前，才形成了现在这样一个青藏高原。
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2024年3月，由中国地质科学院地质研究所深地实验室侯增谦院士牵头，联合中国科学院地质与地球物理研究所、中国科技大学和中国地质大学北京等科研人员提出青藏高原东向生长新模式，解决了国内外学术关于青藏高原东向生长驱动机制的难题。
该研究成果已发表于国际权威地学期刊《自然·地球科学》
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