Разные районы физико-географической провинции Алтай наряду с некоторыми общими чертами геотектоники имеют и существенные различия и прежде всего неодинаковый возраст морфоструктур.
Западный Алтай — результат герцинского орогенеза. Центральный и Восточный Алтай с прилегающими к ним межгорными и предгорными впадинами относятся к каледонскому орогенезу. Возраст морфоструктур возрастает с запада на восток.
До палеозоя физико-географическая провинция Алтай находилась, в геосинклинальной стадии развития.
После каледонского орогенеза геосинклинальный режим на большей части территории сменился платформенной стадией развития: в Центральном и Восточном Алтае. На крайнем западе Алтая геосинклинальный режим сохранялся до начала герцинского орогенеза. Герцинская складчатость в Западном Алтае сопровождалась излияниями порфиритов, внедрением ультраосновных и основных интрузий в Рудном Алтае. Более поздние движения земной коры превратили Рудный Алтай в антиклинорий. Разрывные дислокации вызвали появление глубоких разломов. Образовалась Иртышская зона смятия, которая рассматривалась как огромный грабен.
Герцинский тектогенез усложнил древние структуры провинции, а местами привел к возникновению складчатых структур в мощных осадочных породах палеозоя. Распределение древних морфоструктур свидетельствует о наличии определенной закономерности в их образовании: более древние расположены на крайнем востоке, более молодые — на крайнем западе.
С. С. Воскресенский указывает, что «горы Южной Сибири имеют свое, как бы зеркальное отражение в рельефе поверхности Мохоровичича, но в 5—10 раз увеличенное». Мощность земной коры под горами до 50 км и даже 70 км. географический алтайский рельеф потенциал
В основе морфоструктурного плана Алтая лежат пологие своды, осложненные продольными впадинами. Горные возвышенности как бы поглощаются разрастающимися впадинами, к которым приурочена наибольшая активность земной коры. Горы неоднократно подвергались денудации и пенепленизации, о чем свидетельствуют поверхности выравнивания.
На территории еще не закончился многофазный период орогенного развития, а современный платформенный режим не является типичным. Об этом говорит активная сейсмичность 6-8 и баллов. Правильно мнение о том, что горы Алтайские, являются возрожденными.
Современные морфоструктуры отражают первоначальную основу распределения горных сооружений и залегающих меж ними впадин, их общую ориентированность и протяженность. Фазы мезозойских и кайнозойских движений земной коры зафиксированы в поверхностях выравнивания, которые в конечном счете создают определенную ярусность рельефа горной страны.
В дочетвертичных отложениях Алтая обнаружены остатки флоры, свидетельствующие о произрастании в прошлом широколиственных лесов, местами заболоченных. На Алтае произрастали секвойя, болотный кипарис, тюльпанное дерево, ясень, дуб, граб, отсутствующие теперь, растения. В неогене усилились континентальность и сухость климата, понизились температуры, особенно в плиоцене, как и на всей северной половине Евразиатского материка.
В плейстоцене Алтай испытал оледенения. На Алтае одни исследователи насчитывают три оледенения, другие — два. По-видимому, все же было три оледенения: в нижнем, среднем и верхнем плейстоцене. Центры оледенений располагались на высоте около 2000 м над уровнем моря, ледники спускались по долинам во впадины до 600 м. Формы ледникового рельефа распространены широко. Талые ледниковые воды выносили за пределы гор продукты разрушения и откладывали их на прилегающих равнинах. К эпохе последнего оледенения приурочено извержение Тувинских вулканов.
В четвертичное время в связи с продолжавшимся похолоданием исчезли широколиственные древесные породы и их кустарниковые и травянистые спутники, а также некоторые животные. Растения и животные альпийского пояса в эпохи оледенений спускались вниз, перемешивались с лесными и степными представителями флоры и фауны, а в межледниковья вновь поднимались вверх на свои прежние местообитания.