人类对南极的研究，还有一个重要的课题，就是南极洲究竟是怎样形成的呢？
1912年，德国气象学家和极地探险家阿尔弗雷德·魏格纳提出了“大陆漂移学说”。这个学说认为：地球上一块块分散的大陆，在远古时代是连在一起的。后来由于地壳的运动，古老的大陆裂开了，开始漂移，逐渐形成了今天地球上的大陆分布。
但是，这个学说却遭到了当时许多科学家的反对，他们还嘲笑这种观点是荒唐的。
到了1957～1958年国际地球物理年期间，科学家们揭示出一个重大的科学秘密：冰雪覆盖的南极洲曾经有过温暖的时期。同时，许多证据证明，南极洲曾与其他大陆相似，从而支持了当时争议非常大的大陆漂移学说。
根据大陆漂移学说，科学家这样解释今天的大陆分布的格局以及南极大陆的形成。大约在5亿年前，在地球赤道一带存在着3个大陆板块，大致相当现在的亚洲、欧洲和北美洲。其他大陆则分布在南半球，连成一个板块。过了1亿年左右，上述几个板块通过漂移和碰撞以及剧烈的地壳运动，又合并在一起，形成了一个空前巨大的“联合古陆”，也有称之为“超级大陆”的。后来，超级大陆逐渐一分为二，北面的叫劳亚大陆，南面的叫冈瓦纳大陆。在大约1.7亿年前的侏罗纪末期，冈瓦纳大陆分裂成东、西冈瓦纳大陆。东冈瓦纳大陆由南极洲、印度、新西兰和澳大利亚组成；西冈瓦纳大陆由南美洲和非洲组成。在大约1.15亿年前的晚侏罗纪或早白垩纪时期，西冈瓦纳大陆分裂成非洲和南美洲。在分裂过程中，非洲板块与欧洲板块相撞，形成了阿尔卑斯山；印度也在同一时期从东冈瓦纳大陆分离出来，向北漂移。
在0.5亿年前始新世，印度大陆撞进亚洲板块的下腹部，世界屋脊青藏高原以及喜马拉雅山脉就在此时形成了。并且喜马拉雅山脉在近百万年以来一直在继续上升，从而形成全球最高峰——珠穆朗玛峰。当两块海洋板块相撞时，板块嵌入地幔被高温熔化，又被高压进出而成为海底火山，部分熔岩冒出海面形成岛弧。南极大陆周围的南设得兰群岛、南奥克尼群岛和南桑威奇群岛等组成的岛弧就是这样形成的。它们不仅多活火山，而且还与南美洲接近的南极洲海域的列岛在地质构造上大体一致。
也就在这个时期，澳大利亚与南极洲开始分离。到了0.39亿年前的渐新世，澳大利亚与南极洲最后分离，并且南极半岛与南美洲分离，形成现在的德雷克海峡。从此，南极大陆在地理上完全独立了，地球上基本形成了目前七大洲的雏形。但是，它们的地理位置仍然在不停地移动着，变化着，只是人们一时难以察觉而已。而漂移到极地的南极大陆，南于这里纬度高，终年得不到直射的太阳光，气温逐渐变低，造成降雪不融，积冰不化。随着岁月的流逝，世纪的更替，原来兴旺一时的生物销声匿迹，成了长眠在地下的化石，原来四季如春的境地也变成风雪肆虐、奇寒酷冷的冰库。