До цих пір існують різні точки зору на питання про час утворення Тихого океану в його сучасному вигляді, але, очевидно, до кінця палеозойської ери на місці його улоговини вже існувала велика водойма, а також  стародавній праматерик Пангея, що розташовувався приблизно симетрично по відношенню до екватора . Тоді ж почалося формування у вигляді величезної затоки майбутнього океану Тетіс, розвиток якого і вторгнення в Пангею привело в подальшому до її розпаду  і формуванню сучасних материків і океанів.
Ложе сучасного Тихого океану утворено системою плит літосфери, обмежених з боку океану серединно-океанічними хребтами, що є частиною глобальної системи серединних хребтів Світового океану. Це Східно-Тихоокеанський підняття і Південно-Тихоокеанський хребет, які, досягаючи місцями ширини до 2 тис. км, у південній частині океану з'єднуються між собою і тривають на захід, в межі Індійського океану. Східно-Тихоокеанський хребет, простираючись на північний схід, до берегів Північної Америки, в районі Каліфорнійського затоки з'єднується з системою континентальних рифтових розломів Каліфорнійської долини, Йосемітського западини і розлому Сан-Андреас. Самі ж серединні хребти Тихого океану на відміну від інших хребтів океанів не мають чітко вираженої осьової рифтової зони, але характеризуються інтенсивної сейсмічністю і вулканізмом з переважанням викидів ультраосновних порід, тобто володіють рисами зони інтенсивного оновлення океанічної літосфери. На всьому протязі серединні хребти і прилеглі до них ділянки плит пересічені глибокими поперечними розломами, для яких також характерний розвиток сучасного і, особливо, стародавнього внутріплітового вулканізму. Розташоване між серединними хребтами та обмежений глибоководними жолобами і перехідними зонами велике ложе Тихого океану має складно розчленовану поверхню, що складається з великої кількості улоговин глибиною від 5000 до 7000 м і більше, дно яких складається океанічної земною корою, покритої глибоководними глинами, вапняками і іламі органічного походження . Рельєф дна улоговин переважно горбистий. Найбільш глибокі улоговини (близько 7000 м або більше): Центральна, Західно-Маріанська, Філіппінская, Південна, Північно-Східна, Східно-Каролінська.
Улоговини відокремлені один від одного або пересічені сводовимі підняттями або брилові хребтами, на які насаджені вулканічні споруди, в межах межтропіческого простору часто увінчані кораловими спорудами. Вершини їх виступають над водою у вигляді дрібних островів, часто групуються в лінійно витягнуті архіпелаги. Деякі з них до цих пір є діючими вулканами, що викидає потоки базальтової лави. Але здебільшого це вже згаслі вулкани, надбудовані кораловими рифами. Частина таких вулканічних гір знаходиться на глибині від 200 до 2000 м. Вершини їх вирівняні абразією; положення глибоко під водою пов'язане, очевидно, з опусканням дна. Утворення такого типу називають гайотамі.
Особливий інтерес серед архіпелагів центральній частині Тихого океану є Гавайські острови. Вони утворюють ланцюг протяжністю 2500 км, витягнуту на північ і південь від Північного тропіка, і є вершинами вулканогенних величезних масивів, що піднімаються з дна океану вздовж потужного глибинного розлому. Видима їхня висота від 1000 до 4200 м, а підводна становить приблизно 5000 м. За своїм походженням, внутрішньою будовою та зовнішнім виглядом Гавайські острови - типовий приклад океанічного внутріплітового вулканізму.
Гавайські острови є північній окраїною величезної острівної групи центральній частині Тихого океану, що носить загальну назву «Полінезія». Продовженням цієї групи приблизно до 10 ° пд.ш. є острови Центральної та Південної Полінезії (Самоа, Кука, Товариства, Табуаі, Маркізькі та ін.) Ці архіпелаги, як правило, витягнуті з північного заходу на південний схід, уздовж ліній Трансформаційний розломів. Більшість з них вулканічного походження і складені товщами базальтової лави. Деякі увінчані широкими і пологими вулканічними конусами висотою 1000-2000 м. Найдрібніші острова в більшості випадків - коралові споруди. Подібні особливості мають численні скупчення дрібних островів, розташованих в основному на північ від екватора, в західній частині Тихоокеанської літосферних плити: Маріанські острови, Каролінські, Маршаллові та Палау, а також архіпелаг Гілберта, який частково заходить у південну півкулю. Ці групи дрібних островів об'єднуються під загальною назвою Мікронезія. Всі вони коралового або вулканічного походження, гористі і піднімаються на сотні метрів над рівнем океану. Берегу оточені надводними і підводними кораловими рифами, сильно утруднюють судноплавство. Багато дрібних острови являють собою атоли. Поблизу деяких островів розташовуються глибоководні океанські западини, а на захід від Маріанські архіпелагу проходить глибоководний жолоб того ж назви, що належить до перехідній зоні між океаном і материком Євразія.
У прилеглій до американських материкам частини ложа Тихого океану розкидані зазвичай дрібні одиничні вулканічні острови: Хуан-Фернандес, Кокос, Великодня та ін Найбільш велику й цікаву групу представляють собою острови Галапагос, розташовані біля екватора поблизу берегів Південної Америки. Це архіпелаг з 16 великих і безліч дрібних вулканічних островів з вершинами вимерлих і діючих вулканів висотою до 1700 м.
Перехідні від океану до материкам зони відрізняються будовою дна океану і особливостями тектонічних процесів як в геологічному минулому, так і в даний час. Вони оперізують Тихий океан на заході, півночі та сході. У різних частинах океану процеси формування цих зон протікають неоднаково і приводять до різних результатів, але скрізь вони відрізняються великою активністю як в геологічному минулому, так і в даний час.
З боку ложа океану перехідні зони обмежені дугами глибоководних жолобів, у напрямку яких відбувається переміщення плит літосфери і занурення під континенти океанічної літосфери. У межах перехідних зон в будові дна океану і окраїнних морів переважають перехідні типи земної кори, і на зміну океанічним типами вулканізму приходить змішаний еффузівно-експлозівний вулканізм зон субдукції. Тут мова йде про так званий «тихоокеанського вогненного кільця», яке опоясує Тихий океан і характеризується високою сейсмічністю, численними проявами палеовулканізма і вулканогенними формами рельєфу, а також - існуванням в його межах понад 75% нині діючих вулканів планети. В основному це змішаний еффузівно-експлозівний вулканізм середнього складу.
Найбільш яскраво всі типові риси перехідної зони виражені в межах північної та західної околиць Тихого океану, тобто біля берегів Аляски, Євразії і Австралії. Ця широка смуга між ложем океану і сушею, включаючи підводні окраїни материків, є унікальною за складністю будови і по співвідношенню між сушею і акваторією, її відрізняють значні коливання глибин і висот, інтенсивність процесів, що відбуваються як у глибині земної кори, так і на водній поверхні.
Зовнішню околицю перехідної зони на півночі Тихого океану утворює Алеутська глибоководний жолоб, що простирається на 4000 км опуклою на південь дугою від затоки Аляска до берегів півострова Камчатка, з максимальною глибиною 7855 м. Цей жолоб, у бік якого звернено переміщення плит літосфери північній частині Тихого океану, з тилу оздоблює підводне підніжжя ланцюга Алеутських островів, більшість з них є вулкани експлозівно-еффузівного типу. Близько 25 з них - діючі.
Продовженням цієї зони біля берегів Євразії є система глибоководних жолобів, з якими пов'язані найглибші ділянки Світового океану і в той же час райони найбільш повного і різноманітного прояву вулканізму, як стародавнього, так і сучасного, як на острівних дугах, так і на окраїнах материка. В тилу Курило-Камчатського глибоководного жолоба (максимальна глибина понад 9700 м) знаходиться п-ів Камчатка з його 160 вулканами, з яких 28 діючих, і дуга вулканічних Курильських островів з 40 активно діючими вулканами. Курили являють собою вершини підводного гірського ланцюга, яка піднімається над дном Охотського моря на 2000-3000 м, а максимальна глибина пролягає з боку Тихого океану Курило-Камчатського жолоби перевищує 10 500 м.
Система глибоководних жолобів продовжується на південь Японським жолобом, а вулканогенних зона - погаслими і діючими вулканами Японських островів. Вся система жолобів, а також острівних дуг, починаючи від півострова Камчатка, відокремлює від материка Євразія мілководні шельфові моря Охотське і Східно-Китайське, а також розташовану між ними западину Японського моря з максимальною глибиною 3720 м.
У південній частині Японських островів перехідна зона розширюється і ускладнюється, смуга глибоководних жолобів розділяється на дві гілки, облямований з двох сторін велике Філіппінське море, западина якого має складну будову і максимальну глибину понад 7000 м. З боку Тихого океану його обмежують Маріанський жолоб з максимальною глибиною Світового океану 11 022 м і дуга Маріанських островів. Внутрішня гілка, що обмежує Філіппінське море із заходу, утворена жолобом та островами Рюкю і продовжується далі Філіппінська жолобом і дугою Філіппінських островів. Філіппінський жолоб простягається вздовж підніжжя однойменних островів більше ніж на 1300 км і має максимальну глибину 10 265 м. На островах налічується десять діючих і багато вимерлих вулканів. Тим острівними дугами і Південно-Східною Азією в межах материкової мілини знаходяться Східно-Китайське і велика частина Південно-Китайського моря (найбільшого в цьому регіоні). Тільки східна частина Південно-Китайського моря і міжострівне моря Малайського архіпелагу сягають глибин понад 5000 м, і підставою їх служить земна кора перехідного типу.
Уздовж екватора перехідна зона в межах Зондській архіпелагу і його острівних морів продовжується в бік Індійського океану. На островах Індонезії нараховується в цілому 500 вулканів, з них 170 - діючі.

Великий складністю відрізняється південна область перехідної зони Тихого океану на північний схід від Австралії. Вона простягається від Калімантан до Нової Гвінеї і далі на південь до 20 ° ю.ш., облямований з півночі Сохульско-Квінслендський шельф Австралії. Весь цей ділянку перехідної зони являє собою складне поєднання глибоководних жолобів з глибинами 6000 м і більше, підводних хребтів і острівних дуг, розділених улоговинами або ділянками мілководдя.
Біля східного берега Австралії, між Новою Гвінеєю та Нової Каледонія, розташоване Коралове море. Зі сходу його обмежує система глибоководних жолобів і острівних дуг (Нові Гебріди та ін.) Глибини улоговини Коралового та інших морів цієї перехідної області (моря Фіджі і особливо Тасманова) досягають 5000-9000 м, дно їх складено корою океанічного або перехідного типу.
Гідрологічний режим північній частині цієї області сприяє розвитку коралів, які особливо поширені в Кораловому морі. З боку Австралії його обмежує унікальне природне споруда - Великий Бар'єрний риф, який витягнуть уздовж материкової мілини на 2300 км і в південній частині досягає ширини 150 км. Він складається з окремих островів і цілих архіпелагів, складених з коралового вапняку і оточених підводними рифами з живих і відмерлих коралових поліпів. Вузькі канали, які перетинають Великий Бар'єрний риф, ведуть у так звану Велику лагуну, глибина якої не перевищує 50 м.
З боку Південної улоговини ложа океану між островами Фіджі і Самоа тягнеться на південний захід друга, зовнішня по відношенню до океану, дуга жолобів: Тонга (його глибина 10 882 м є максимальною глибиною Світового океану в південній півкулі) і його продовження Кермадек, максимальна глибина якого також перевершує 10 тис. м. З боку моря Фіджі жолоби Тонга і Кермадек обмежені підводними хребтами та дуги однойменних островів. Загалом вони простягаються на 2000 км до Північного острова Нової Зеландії. Архіпелаг піднімається над службовцям йому п'єдесталом підводним плато. Це особливий тип структур підводних окраїн материків і перехідних зон, що одержали назву мікроконтінентов. Вони розрізняються за розмірами і являють собою підняття, складені материкової корою, увінчані островами і оточені з усіх боків улоговинами з корою океанічного типу в межах Світового океану.
Перехідна зона східній частині Тихого океану, оберненою у бік материків Північна та Південна Америка, істотно відрізняється від його західної околиці. Там немає ні окраїнних морів, ні острівних дуг. Від півдня Аляски до Центральної Америки тягнеться смуга неширокої шельфу з материковими островами. Уздовж західного узбережжя Центральної Америки, а також від екватора вздовж околиці Південної Америки проходить система глибоководних жолобів - Центральноамериканського, Перуанської і Чилійського (Атакамского) з максимальними глибинами відповідно більше 6000 і 8000 м. Очевидно, процес формування цієї частини океану і сусідніх континентів протікав у взаємодії що існували в той час глибоководних жолобів і континентальних плит літосфери. Північна Америка насунулася на розташовані на її шляху на захід жолоби і замкнула їх, а Південноамериканська плита перемістила Атакамскій жолоб на захід. В тому і в іншому випадку в результаті взаємодії океанічних і континентальних структур відбулося зминання в складки, підняття окраїнних частин обох материків і утворення потужних шовних зон - Північноамериканських Кордильєр і Анд Південної Америки. Для кожної з цих структурних зон характерні інтенсивна сейсмічність і прояв змішаних типів вулканізму. О. К. Леонтьєв вважав можливим зіставити їх з підводними хребтами острівних дуг західної перехідної зони Тихого океану.