在漫长的地质时期中，南美大陆经历了与南半球其他大陆结合、分离，最后又与北美大陆相联系的发展过程。前寒武纪是奠定大陆古陆台基础的时期，南美大陆成为南半球冈瓦纳古陆的一部分，并一直保持到中生代。三迭纪南美与非洲大陆开始分裂。从下白垩纪到中白垩纪，是南美与非洲大陆逐渐分离和南大西洋形成时期，南美板块在南大西洋中脊扩张的推动下，不断西移。至新生代，南美大陆南部又与南极大陆分离，北部则通过中美地峡与北美大陆建立了联系，南美大陆最终显露其现代轮廓。大陆地表形态伴随上述过程演化，大陆台部分以垂直升降运动为主，历经海侵和海退、剥蚀和堆积；古陆台边缘，相继出现古生代褶皱带和中、新生代褶皱带。
（一）前寒武纪古陆台
通过太古代和元古代多次强烈的褶皱运动、岩浆侵入和变质作用，许多大小不等的地块并合成两大硬化古陆台：北部为巴西陆台，南部为巴塔哥尼亚陆台，总称南美陆台。巴西陆台与非洲陆台相接，巴塔哥尼亚陆台与南极陆台相连。南美陆台以外，基本上都处于地槽发展阶段，安第斯地槽是它的主要部分。
从古生代以来，南美陆台出现了明显的分化。有些部分长期缓慢上升，古老的结晶岩出露地表，仅局部覆盖着比较浅薄的后期沉积，这是地盾区，包括圭亚那地盾、巴西地盾（托坎廷斯河与马代腊河之间）、大西洋岸地盾（圣弗兰西斯科河以东）、科尔多瓦地盾和巴塔哥尼亚地盾（内格罗河与丘布特河之间），它们构成大陆的核心（克拉通）。另一方面，陆台内有些部分长期以沉降为主，基底下陷，屡遭海侵，在古老结晶岩基底之上，不整合地覆盖着从古生代到新生代深厚的海相和陆相沉积，这是地台区，也称拗陷或陆向斜。属于这类构造的，主要有亚马孙拗陷、巴纳伊巴-帕腊奈伊巴-巴拉那拗陷等。
在中生代，南美陆台基本上处于侵蚀时期，盛行陆相沉积。上三迭纪，巴西陆台南部发生南北向断裂，引起基性岩浆大量喷发，玄武岩、辉绿岩覆盖面积广达80×104km2以上，主要分布在巴拉那盆地。大断裂活动为南美洲与非洲大陆的分离准备了条件。在陆台西部边缘，侏罗纪末随安第斯山褶皱隆起，形成了南北狭长的山前拗陷。进入新生代，陆台西部发生沉降，如亚马孙拗陷部分接受大量第三纪陆相沉积；陆台东部缓慢上升，在巴西陆台东部边缘伴生着断裂活动，巴塔哥尼亚陆台则有局部的玄武岩流喷发。陆台西部边缘的山间拗陷部分，在始新世，东北部相当于今天奥里诺科平原又受海侵，形成厚层海相沉积，南部以陆相沉积为主；最后在上新世，伴随安第斯山而告上升。
（二）古生代褶皱带
南美洲古生代褶皱带的范围不大，它是冈瓦纳古陆古生代褶皱带的一段，向东延伸与非洲南端、南极洲西南部、澳大利亚东部和新西兰西部连为一体。由于久经侵蚀以及后期构造运动的改造和后期沉积的覆盖，南美洲古生代褶皱带在现代地形上的表现不明显。
志留纪中期，加里东运动塔康幕在安第斯地槽东缘发生，形成古安第斯山脉，自北向南环绕巴西陆台延伸，直至30°S，地槽带向西推移。但该褶皱带此后又复沉降，在褶皱的奥陶纪地层之上，不整合地覆盖着上古生代或中生代沉积。
上古生代海西运动时期，在巴西陆台与巴塔哥尼亚陆台之间发生较大变动，形成所谓冈瓦纳褶皱。它相当于潘帕斯南部，并向西北延伸至30°S附近，凡塔纳（Ventana）和坦迪尔（Tandil）丘陵、科迪勒拉前山等，就是该褶皱带经长期侵蚀后的残遗，由前寒武纪结晶岩和下古生代沉积岩系（以石英岩为主）组成。
（三）中、新生代褶皱带
南美大陆西部安第斯地槽所形成的阿尔卑斯褶皱带，是中生代以来不断西移的南美板块与向东俯冲的大洋板块（菲尼克斯-纳兹卡）相互作用的产物。俯冲的大洋板块遭受来自上覆南美板块的重压和推挤，它在潜没时牵引着整个洋底向下倾伏，形成幽深的秘鲁-智利海沟；南美板块西缘则仰冲于大洋板块之上，受到俯冲着的大洋板块的挤撑作用，促使安第斯山逐步褶皱隆起，剧烈的安山岩-玄武岩质火山活动和花岗岩浆侵入活动所伴随的热力作用，也使陆缘进一步抬升，同时还产生深刻的变质作用和强烈的断裂、地震活动。这个过程就是安第斯地槽的阿尔卑斯造山运动。由毗邻着的秘鲁-智利海沟和安第斯褶皱山系所构成的安第斯型大陆边缘，是地球表面高差最大的地带，最大处达14750m。安第斯山褶皱构造比较简单，多数是向邻近陆台地区倒转的单向构造形式。组成岩系包括从前寒武纪到新生代的各种海相和陆相沉积，其中以中生代和第三纪沉积出露最广；此外，火山堆积物也相当普遍，部分地段花岗岩侵入体直接出露，构成雄浑山体。
南美洲阿尔卑斯褶皱带的形成过程，大致经历了如下几个阶段。如前所述，南美与非洲大陆的分裂起自三迭纪，从此南美大陆逐步脱离冈瓦纳古陆，开始了向西漂移的漫长历程。此时，其西侧为菲尼克斯板块，它在东太平洋洋隆扩张的推动下，向南美板块俯冲，导致侏罗纪末在安第斯地槽掀起褶皱运动，揭开了南美旧阿尔卑斯运动的序幕。这次褶皱运动发生在古生代褶皱构造以西，相当于现代安第斯山的轴部。自中白垩纪起，南美板块在南大西洋中脊扩张的推动下，加快了向西漂移以及与菲尼克斯板块辐合的速度，至上白垩纪末，安第斯地槽发生了中生代最强烈的造山运动——拉拉米运动，这是南美旧阿尔卑斯运动的主幕，大陆西岸出现海沟-褶皱山系。一般认为，由于菲尼克斯板块俯冲速度很快，插入南美板块之下的俯冲面（贝尼奥夫带）倾角较缓，约30°左右，小于通常的45°，这是安第斯型大陆边缘未出现海沟-岛弧-弧后盆地（边缘海）系的原因。到新生代，菲尼克斯板块已大部分消亡潜没于秘鲁-智利海沟带，其残遗部分称纳兹卡板块，继续于西移的南美板块作相向运动。始新世末和上新世，在中生代褶皱构造基础上，又先后掀起二次褶皱上升运动，并广泛发生火山、断裂活动和花岗岩浆侵入，最终奠定了安第斯山的现代构造基础。这是南美的新阿尔卑斯运动，它至今还在延续中。