大アンティル諸島は、比較的新しい
サンゴ礁や
火山島の多い小アンティル諸島とは異なり、大陸から分かれた陸塊の上に位置する。中央アメリカ大陸部と同様の地質的構造をもち、
片岩、
片麻岩などの
変成岩、古い
噴出岩などからなる。キューバは一部の山脈を除いて全体的に丘陵が広がる。ジャマイカ・イスパニョーラ・プエルトリコの3島は山脈が連なり、特にジャマイカとイスパニョーラには2,000から3,000m級の高山がそびえる。最高峰はイスパニョーラ島のドゥアルテ山(3,087 m)である。またプエルトリコの北には、大西洋で最も深い
プエルトリコ海溝がある。