Desde el punto de vista geomorfológico, la cordillera de los Pirineos mantiene una continuidad y una alineación tectónica bien definidas. Su constitución geológica y geomorfológica permite diferenciar tres zonas, alineadas de este a oeste. Por un lado, se encuentra el Pirineo axial, de origen paleozoico y, al norte y sur de éste se disponen los Prepirineos francés y español, que constituyen dos franjas sedimentarias plegadas, en las vertientes septentrional y meridional respectivamente.
El Pirineo axial está formado principalmente por materiales de origen paleozoico (pizarras silúricas y carboníferas, calizas devónicas, granitos hercinianos), y en él se encuentran las cumbres de mayor altitud de la cordillera como son, de oeste a este, el Posets (3.375 m), el Aneto (3.404 m), el Comaloforno (3.032 m), el Carlit (2.921 m), el Puigmal (2.913 m) o el Canigó (2.786 m). Asimismo, hay importantes áreas de metamorfismo (gneis, migmatitas), con materiales que se vieron afectados por la orogénesis herciniana y se levantaron en bloque durante la orogénesis alpina. Posteriormente, la erosión glaciar de la era cuaternaria dio origen a los profundos valles, circos y lagos que hoy en día conocemos.
El parque nacional d'Aigües Tortes i estany de Sant Maurici constituye una magnífica muestra de la acción de los glaciares del cuaternario sobre los granitos y pizarras que componen mayoritariamente su sustrato rocoso. Los glaciares de la Maladeta, del Monte Perdido, del Posets y del Vignemale, entre otros, forman parte tambien de estos procesos erosivos de origen glaciar, aunque han sufrido durante la segunda mitad del siglo XX un importante retroceso con la consecuente reducción de su tamaño debido al cambio climático. Más tarde, movimientos de reajuste tectónico durante el mioceno-plioceno dieron lugar a depresiones longitudinales como la Cerdaña o el Conflent.
El Prepirineo constituye una doble banda, dispuesta en paralelo al norte y al sur de la zona axial, en la que son mayoritarios los sedimentos calcáreos (calizas, margas, pudingas) depositados en los surcos que se extendían entre la zona axial y los macizos de Aquitania, al norte, y del Ebro, al sur. Estos dos surcos, muy alejados al este, se aproximan hacia el oeste, donde el núcleo se hunde bajo los sedimentos. A finales del eoceno gran parte de la cordillera fue recubierta por pudingas procedentes de la erosión de la zona axial.
- Gómez Ortiz, Antonio, et al., EVOLUCION RECIENTE DE LOS ESTUDIOS DE GEOMORFOLOGIA GLACIAR Y PERIGLACIAR EN ESPAÑA (1980-2000): BALANCE Y PERSPECTIVAS, Scripta Nova. Revista Electrónica de Geografía y Ciencias Sociales, Universidad de Barcelona, nº 77, 1 de diciembre de 2000.
- Serrat, David, GEOMORFOLOGIA DEL PIRINEO CATALAN: ESTUDIOS ACTUALES EN LA UNIVERSIDAD DE BARCELONA, I Encuentro de geografía Euskal Herria-Catalunya.