Euskal Herriaren historia geologikoaz dakiguna Paleozoikoan hasi zenetik ezagutzen dugu; beste hitzetan esateko: ez da gure lurretan aurkitu Kanbriarraurreko aztarnarik.
Ezagutzen diren material zaharrenei Paleozoikoaren erdian jartzen zaie data, gaur egungo Pirinioak hasten diren urte inguruetan; orduan azaleratu ziren lehen euskal lurraldeak: Aiako Harria, Aldudeko eta Kintoko mendiguneak. Gainerako lurraldea ur azpian zegoen.
Paleozoikoaren amaieran, Aiako Harrian magma-intrusio bat gertatu zen, baina ez zen azaleratu eta gaur ezagutzen dugun granitozko mendigunea sortu zen. Denboraren poderioz, gaineko materialak higatu egin dira, eta guk ezagutzen dugun Aiako Harria, intrusio horretan sortutako granitoa da.
Mesozoikoan zehar, ia Euskal Herri osoak urpean jarraitu zuen, eta bai iparraldean eta bai hegoaldean azaleratutako lurraldeetan higatzen zen materialen sedimentazio-gune izan zen. Mesozoikoaren hasieran material bigun ugari sedimentatu zen: gerora diapiroak eratu zituzten materialak, hain zuzen.
Mesozoikoaren amaieran, euskal eremurik handienak itsaso izaten jarraitzen zuen; sedimentazio-prozesuak ziren nagusi eta, sakonera txikiko eskualdeetan, egungo uren banalerroa diren mendietako kareharria sedimentatu egin zen. Sakonera handiko lekuetan, berriz, material bigunak eta gogorrak sedimentatu ziren txandaka, eta euskal kostaldean hain ezagunak diren flysch deritzon egiturak sortu ziren.
Zenozoikoan, Afrikako eta Eurasiako plaken artean gertatutako talkaren ondorioz, Pirinioak sortzeaz bat, Euskal Herriko lurraldea azaleratu egin zen. Mesozoikoan sedimentatutako kareharriak altxatzean, gaurko uren banalerroa markatzen duten mendiak sortu ziren: Gorbeia, Aizkorri, Aralar eta Pirinioak. Banalerroaren hegoaldera zihoazen urek oztopoak aurkitu zituzten (mendikateak) eta, Ebro ibaiak Mediterraneo itsasorako irtenbidea higatu bitartean, Euskal Herriko hegoaldeak urpean jarraitu zuen urteetan, baina diferentzia batekin: itsaso baten azpian ez, aintzira baten azpian baizik (garai honetako fosilak bizidun kontinentalenak dira, ez itsastiarrenak). Ebrok bidea ireki zuenean, hegoaldeko lurralde horiek ere azaleratu egin ziren.