Куба расположена в пределах сев. сегмента Антильской островной дуги тектонической Антильско-Карибской области. Узкая полоса сев. побережья Кубы, сложенная мощной толщей верхнемезозойских карбонатных отложений, относится к Багамско-Флоридской платформе, на которую с юга надвинуты меловые островодужные вулканиты, юрско-меловые офиолиты (реликты древней океанической коры).

На западе Кубы распространены юрские и меловые карбонатные и терригенные породы, а в центр. части (горы Гуамуая) и на о. Хувентуд – метаморфич. комплексы доюрского возраста, образующие тектонич. покровы. Складчато-покровная структура осн. части К. сформировалась в 2 фазы ларамийской эпохи тектогенеза – в конце позднего мела и в эоцене. Складчатые образования прорваны крупными интрузивными массивами гранитоидов позднемелового возраста и частично перекрыты молассой. Юго-вост. часть острова (хребет Сьерра-Маэстра) сложена палеоцен-эоценовыми островодужными андезитовыми лавами и туфами, прорванными диоритами, и представляет собой вост. продолжение позднемеловой – палеоценовой вулканической дуги о-вов Кайман.

Межгорные впадины заполнены мергелями, известняками, а также терригенными отложениями палеогена и неогена.