В геологическом прошлом основная часть территории материка была вместе с Африкой составной частью материка Гондвана, от которого Австралия отделилась к концу мезозоя.
Основу современного материка составляет докембрийская Австралийская платформа - часть Индо-Австралийской литосферной плиты.
Кристаллический фундамент платформы выходит на поверхность на севере, западе и в центральных районах материка, образуя щиты. На остальной территории фундамент платформы перекрыт толщами осадочных пород как континентального, так и морского происхождения.
На восточной окраине материка к Австралийской платформе присоединяется горная область палеозойской (в основном герцинской) складчатости.
В современном рельефе Австралии выделяются: Западно-Австралийское
плоскогорье, Центральная низменность и Восточно-Австралийские горы.
Западно-Австралийское плоскогорье
Западно-Австралийское плоскогорье — область древнего сглаженного рельефа в Западной Австралии. В рельефе преобладают пустынные и полупустынные равнины высотой от 400 до 600 м, покрытые каменными развалами и песками.
На северо-западе находится плато Кимберли.
Плато Кимберли расположено на территории региона Кимберли. Высшая точка - гора Орд.
Свое название как плато, так и регион в целом, получили в честь Джона Вудхауза, первого лорда Кимберли, служившего министром колоний Великобритании с 1870 по 1874 и с 1880 по 1882 г.
Плато сложено древними кристаллическими породами и песчаниками, на востоке — базальтами, а на юге — известняками. За миллионы лет водной и ветровой эрозии плато оказалось расчлененным глубокими ущельями на отдельные участки, здесь образовалось много карстовых котловин, воронок, колодцев и пещер.
А́нтрим — вулканическое плато в Западной Австралии, расположенное в верховьях реки Орд.
Высота плато над уровнем моря составляет 300—500 м. Оно сложено нижнекембрийскими лавами. Поверхность плоская, местами встречаются столовые останцы.
Северо-западная часть гориста, отдельные массивы и плосковерхие горы приподняты до 1200 м (хребты Хамерсли, Николсон).
Хамерсли — хребет на западе Австралии, протяженность с востока на юго-восток 260 км. Высшая точка — гора Мехарри (1249 м).
Хребет сложен кристаллическими породами и песчаниками. Полосчатые горные образования с высоким содержанием железа, обнаженные в большинстве скал и вблизи ущелий, сформировались более 2, 5 млн. лет назад в результате накопления железистых и кремниевых отложений, которые под давлением постепенно превратились в горную породу.
В последствии порода была подвергнута сильной ветровой и водной эрозии, что сформировало многочисленные ущелья. Плосковершинный, северный край хребта приподнят (гора Брус 1226 м), круто обрывается к долине реки Фортескью; расчленен долинами сухих рек.
На востоке расположены горы Мак-Доннелл и Масгрейв, вытянутые в широтном направлении.
Мак-Донелл, горы на востоке Западно-Австралийского плоскогорья. Простираются несколькими хребтами с востока на запад более чем на 400 км. Высота до 1510 м (гора Зил). Северные цепи сложены гранитами, гнейсами и кварцитами, южная –сланцами и песчаниками.
Масгрейв представляет собой горную цепь, состоящую из нескольких горных хребтов, расположенных в центральной части Австралии. Горы расположены между Большой пустыней Виктория и пустыней Гибсона. Протяжённость цепи составляет около 210 км. Большинство пиков превышают высоту в 1100 м. Высшая точка, гора Вудрофф, достигает 1435 м.
Между горами Мак-Донелл и Масгрейв лежит песчаная всхолмлённая равнина (800—900 м), покрытая соляной коркой, с озёрами Амадиес, Хопкинс и изолированными горными массивами.
Амадиус— пересыхающее бессточное солёное озеро центральной части Австралии. Находится в пустынной местности между горами Макдоннелл и Масгрейв на юго-западной окраине Северной территории. Площадь озера сильно изменчива, может достигать около 880 км². Полностью пересыхая, представляет собой солончак. Озеро было впервые исследовано в 1872 году Эрнестом Джайлсом , который назвал его в честь савойского герцога, короля Испании Амадея .
На юго-западе обнажаются древние граниты и гнейсы. Встречаются впадины, часто сухие, покрытые соляной коркой на месте высохших озёр.
На юго-востоке Западно-Австралийского плоскогорья находится хребет Стюарта
Хребет Стюарта - невысокая возвышенность в центральной части Южной Австралии, простирающаяся примерно на 170 километров (110 миль) с северо-запада на юго-восток. Хребет назван в честь Джона Макдуалла Стюарта, первого европейского исследователя, прошедшего через этот район в 1858 году.
В центральной части расположены Большая Песчаная пустыня, каменистая пустыня Гибсона и Большая пустыня Виктория.
Большая Песчаная пустыня, или Западная пустыня (площадью 360 000 км²) — самый жаркий регион Австралии (+35 °C летом (декабрь – февраль), до +20… –15 °С зимой). Осадки здесь редки и нерегулярны. Пустыня покрыта песчаными дюнами красного цвета высотой 10–20 м.
На юге пустыни, в Национальном парке Улуру-Ката-Тьюта находится уникальный горный массив — Улуру. Улуру — массивное оранжево-коричневое скальное образование высотой 348 м, образовавшееся в результате геологических процессов около 680 млн лет назад. Из-за свойства красного песчаника, входящего в состав монолита, в зависимости от освещения эта гора может менять цвет.
Ката Тьюта, также называемая горой Ольга или Олгас, находится в 25 км к западу от Улуру. Скальный массив Ольгас (гора Ольга) — остатки плато с обрывистыми склонами и плоскими вершинами, состоящие из 36 массивных валунов. Его длина около 8 км, ширина — около 3,5 км.
Скальное образование находится к северу от горной цепи Масгрейв и представляет собой конгломераты осадочных горных пород, состоящие из гравия, гальки, булыжников и глыб, сцементированных песком, донными отложениями и грязью.
Южная часть плоскогорья занята карстовой равниной Налларбор.
Равнина вытянута на 600 км вдоль Большого Австралийского залива, ширина 250 км.
Обрывается к океану уступом высотой до 90 м. Образована горизонтально залегающей толщей известняков, покрывающей древние граниты и кристаллические сланцы.
Налларбор - однообразная плоская равнина высотой 200–250 м с карстовыми воронками (до 1,5 км диаметром) и каррами. Впервые пересечена с востока на запад Е. Д. Эйром в 1841 г.
Центральная низменность.
Центральная низменность расположена между заливом Карпентария на севере и Индийским океаном на юге.
Она сложена морскими и речными осадочными отложениями большой мощности.
Высота Центральной низменности не превышает 100 м, а в районе озера Эйр находится впадина, лежащая на 12 м ниже уровня океана.
Восточно-Австралийские горы
На востоке почти на 4 000 км протянулся Большой Водораздельный хребет, средняя высота которого 1 000–1 500 м.
Хребет идет вдоль побережий юго-востока и востока Австралии, начиная с полуострова Кейп-Йорк и заканчивая Бассовым проливом. Общая занимаемая территория горного массива огромная — 2 456 547 км². Ширина составляет 1 568 км. Склоны сильно расчленены и труднодоступны.
Восточные склоны — крутые, глубоко расчлененные.
Западные — пологие, на них расположены плодородные холмистые предгорья, именуемые Дарлинг-даунс.
Высочайшие вершины Большого Водораздельного хребта: гора Бартл-Фрир (1611 м),
гора Косцюшко (2228 м).
Вершина Косцюшко — самая высокая в Австралии.
Северная часть — область невысоких гор, вулканических плато и береговых хребтов высотой до 1000 м, перемежаемых широкими котловинами; в этом месте ширина хребта достигает 650 км. На самых северных участках хребта, на полуострове Кейп-Йорк, простираются пологие возвышенности с отдельными гребнями.
В центре, на территории штата Квинсленд, горы становятся шире, растет их высота, поднимаясь до 1600 м.
Обширный хребет Мак-Ферсон простирается до Кораллового моря от австралийской деревни под названием Уоллангарра. Высочайшая точка — гора Барни высотой 1 372 м.
Южная часть — территория, где Большой Водораздельный хребет достигает максимальной ширины — около 1500 км. Тут он дробится на отдельные горные массивы Нью-Ингленд, Хейстингс, Ливерпул, Голубые горы и Австралийские Альпы.
Хребет Ливерпул вулканического происхождения. Общая протяженность хребта — 100 км, наивысшей точкой является вершина Оксли, ее высота 1 372 м.
Горная система Австралийские Альпы является не только частью Большого Водораздельного хребта, но и высочайшей горной системой Австралии. Средняя вышина пиков составляет 1 500 м. Именно здесь находится вершина Косцюшко — 2 228 м, самая высокая точка всего материка.
Викторианские Альпы — это продолжение Австралийских Альп, расположены они на юге и тоже считаются частью Большого Водораздельного хребта. Эти горы являются самой холодной областью в штате Виктория, через который тянется хребет. Главная местная достопримечательность — гора Баффало. Ее высота над уровнем моря 1 723 м, такое название было дано горе из-за схожести с бизоном.
Голубые горы — тоже принадлежат к горному массиву. Наименование Голубые горы получили из-за смога синеватого оттенка, возвышающегося над пиками. Этот смог выделяют эвкалиптовые леса, которые, в свою очередь, придают вершинам сизый цвет, если смотреть издалека.
Высота Голубых гор от 1 190 м до 1 360 м, они изрезаны каньонами, глубина которых достигает 300–800 м.
На крайнем юго-востоке Большой Водораздельный хребет теряет меридиональное направление и вытягивается с востока на запад вдоль широтных разломов земной коры, отделивших от материка остров Тасманию и сформировавших Бассов пролив 60-100 млн лет назад.
Австралия - единственный материк, на котором сейчас нет действующих вулканов и отсутствует современное оледенение в горах.