Геоложката история на Родопите започва още през архая и протерозоя, т.е. когато животът на земята е бил в зачатъчно състояние. Тогава тук се е простирала дълбока и обширна хлътнатина на земната кора (геосинклинала). Която била запълнена от водите на обширен басейн. В него са се наслагвали пясъци, глини, чакъли, варовици. От време на време спокойният живот в този район се е нарушавал от бурни вулканични изригвания, които са изливали различна по състав лава, която застивала по дъното му. После тя потънала още по-надълбоко и там под влиянието на високата температура и голямото налягане скалните маси са се променили основно. Превърнали са се в кристалинни, метаморфни скали – гнайси, амфиболити, мрамори, които сега се срещат навред из Родопите.
Палеозоя
През палеозоя Родопската област преживява нов бурен период. Част от най-югоизточните ѝ части наново били подложени на потъване и затрупване с различни утайки. Наред с това тук се изливат дебели лавови маси от диабазови скали, които по-късно също метаморфозирали. Към края на палеозоя настъпват величествени движения на земната кора, съпроводени нейното нагъване и разкъсване. В основата на планината на много места се внедряват огромни тела – батолити, от тъмни тежки скали – серпентини, а също и от гранити. Тези движения създават и най-различни геоложки структури в Родопите. С развитието на които е свързана до голяма степен и най-новата геоложка история на планината. В Родопите се оформят няколко огромни антиклинали, които са прорязани от дълбоките проломни долини на реките.
Терциера
В края на стария терциер след силни разлагания и разкъсвания са се образували дълбоки хлътвания, в които нахлуват водите на сравнително топли басейни.
Палеогена
В края на палеогена тези басейни стават средище на една грандиозна вулканична проява. На значителни площи, особено в Източните Родопи, се излива андезитна и риолитна лава.
Олиоцена
И на края през олигоцена, който е бил предшестван от ново издигане на областта, се създава днешното очертание на Родопите. Тогава се образували много разседни линии, по които са избликнали минералните води.
