Τα Μετέωρα είναι ένα από τα σημαντικότερα γεωλογικά μνημεία της Ελλάδας. Πρόκειται για ένα σύμπλεγμα εντυπωσιακών βραχωδών σχηματισμών, με ύψος που φτάνει τα 200 μ. και πλάτος που ποικίλλει, και σε ορισμένα σημεία φτάνει έως και τα 300 μ. Στην κορυφή πολλών από αυτούς τους βράχους χτίστηκαν βυζαντινά μοναστήρια, 6 από τα οποία λειτουργούν ακόμη και σήμερα. Τα Μετέωρα έχουν ανακηρυχθεί Μνημείο Παγκόσμιας Κληρονομιάς της UNESCO το 1988.
Από γεωλογικής άποψης, τα Μετέωρα αποτελούνται από μολασσικά ιζήματα που ανήκουν στη Μεσοελληνική Αύλακα, μία τεράστια θαλάσσια λεκάνη που ξεκινούσε από τον γεωγραφικό χώρο της σημερινής Θεσσαλίας και έφτανε έως και τη σημερινή Αλβανία. Είχε μήκος 200 τουλάχιστον χιλιομέτρων και πλάτος 30-40 χιλιομέτρων. Εκατέρωθεν της στενόμακρης αυτής θαλάσσιας λεκάνης αναδύονταν οροσειρές που ταυτίζονται με τη σημερινή μορφολογία. Στα δυτικά είναι η οροσειρά της Πίνδου και στα ανατολικά τα βουνά Βέρμιο, Άσκιο, Βούρινος και Βουνιάσα. Τα μεγάλα ποτάμια που χύνονταν στη θάλασσα αυτή, διάβρωναν τους παραπάνω ορεινούς όγκους, μετέφεραν και απέθεταν μεγάλες ποσότητες υλικών για εκατομμύρια χρόνια.
Πριν από περίπου 5 εκατ. χρόνια, η περιοχή αρχίζει να αναδύεται, και στον θαλάσσιο χώρο εμφανίζονται μικρές και μεγάλες λίμνες. Οι κινήσεις ανάδυσης που συντελούνταν διαρκώς είχαν σαν αποτέλεσμα να εμφανίζονται εκτάσεις ξηράς. Αργότερα και όταν πια το μεγαλύτερο μέρος της περιοχής της σημερινής Θεσσαλίας έχει μετατραπεί σε ξηρά, ισχυρές τεκτονικές κινήσεις δημιουργούν πλήθος από ρήγματα στην περιοχή. Τα ρήγματα αυτά θα καθορίσουν τη δημιουργία του Πηνειού ποταμού και των παραποτάμων του και οι οποίοι τελικά θα παροχετεύσουν και τις τελευταίες εναπομένουσες λίμνες διαμέσου των Τεμπών στο Αιγαίο Πέλαγος, που έχει ήδη αρχίσει να δημιουργείται.
Αυτά τα ποτάμια θα συντελέσουν και στη διάβρωση της αναδυόμενης περιοχής και στη δημιουργία πολλών και στενών κοιλάδων. Το πλήθος αυτών των κοιλάδων σε συνδυασμό με τις ακραίες μετεωρολογικές συνθήκες που επικρατούν στη συνέχεια με την εναλλαγή ψυχρών και θερμών περιόδων είναι η αιτία του εντυπωσιακού αναγλύφου των Μετεώρων.
Οι θερμοκρασιακές μεταβολές του νερού που διεισδύει στα πετρώματα καθώς και στο ριζικό σύστημα των φυτών και των δένδρων, και πότε γίνεται πάγος και πότε ρευστό, είναι ο κύριος παράγοντας της τοπικής αποσάθρωσης των πετρωμάτων. Μεγάλη συμβολή στην αποσάθρωση αυτή είχαν και τα ισχυρά ρεύματα αέρα που κυριαρχούσαν στην περιοχή. Τα φαινόμενα της διάβρωσης τόσο εξ αιτίας του νερού, όσο και εξ αιτίας των ισχυρών ανέμων σμίλεψαν τους βράχους των Μετεώρων. Οι βράχοι άντεξαν έως και σήμερα στις ισχυρές δυνάμεις αποσάθρωσης και διάβρωσης λόγω του ότι το ότι τα υλικά τους, τόσο των κροκαλών τους όσο και του «τσιμεντοποιημένου» συνδετικού τους υλικού, σε τοπικό επίπεδο, χαρακτηρίζονται από μεγάλη ανθεκτικότητα και σκληρότητα ως προερχόμενα από τα μεταμορφωμένα πετρώματα των παρακείμενων ορεινών όγκων.
