Основні риси структури і рельєфу. Вивчення оазисів, крутих схилів гір і берегових обривів, не закритих льодом, а також гравіметричні, сейсмічні і магнітні дослідження дозволяють судити про геологічну будову і рельєф Кам’яної Антарктиди, робити висновки про зв'язок її з іншими частинами суші південної півкулі.

Західну окраїну материка займають Антарктичні Анди — гірська система, у структурному і геоморфологічному відношенні є продовженням Анд Південної Америки. Вона протягається через Антарктичний півострів і прилягаючі острови до Землі Мері Берд і закінчується на півострові Едуарда VII. Велика частина цієї гірської системи покрита материковим льодом, але найвищі її вершини, що досягають 3000—4000 м, піднімаються над крижаним покривом і несуть могутнє гірське заледеніння. Найбільшої висоти досягають гори Землі Елсуерта з найвищою вершиною всієї Антарктиди— масивом Вінсон (5140 м). Гори складені сильно метаморфізованними відкладами мезозойського .віку і вулканічних порід. Велику роль у їхній будові відіграють лави, що виливалися уздовж ліній розломів наприкінці неогену. Зі сходу до них примикає ранньомезозойський крайовий прогин.

Під водами Тихого океану Антарктичні Анди продовжуються у виді Новозеландського підвідного порога і з'єднуються потім з горами Нової Зеландії. З іншої сторони продовженням структур цієї гірської системи служить острівна Південно-Антильська дуга, острови якої (Південна Георгія, Південні Сандвічеві, Південні Оркнейські і Південні Шетландські) являють собою вулканічні вершини підвідного гірського хребта.

Уздовж західної окраїни плити, по границі з Західною Антарктидою через весь континент від східного берега моря Уедделла до східного берега моря Росса протягаються Трансантарктичні гори. Вони піднялися уздовж могутньої системи розломів, що перетинають континент і відзначеної активним вулканізмом. Діючі вулкани, що утворилися в другій половині кайнозою, піднімаються до висоти 3000 м на островах моря Росса.

На схід Трансантарктичних гір, під суцільним покривом льоду простягається поверхня, покрита серією морських осадових порід кембрійського віку і континентальних відкладів палеозою і мезозою, схожих на відклади інших материків, що входили до Гондвани. З ними пов'язані запаси кам'яного вугілля. Рівнинні ділянки чергуються з гірськими масивами висотою до 3000—4000 м (гори Гамбурцева, Вернадського й ін.).

Східна окраїна Антарктиди зайнята стійкою кристалічною брилою, пересіченої лініями розломів, що утворилися в неоген-антропогеновий час.

У древніх кристалічних породах Антарктиди є родовища руд міді, молібдену, свинцю й інших металів.