A Kárpátok (és ezzel együtt természetesen a Tátra is) az ún. alpi hegységképződés egyik fázisaként mintegy 100 millió évvel ezelőtt, a Föld középkorában (250 és 66 millió év között), az alsó- (140 és 97 millió év között) és felsőkréta (97 és 66 millió év között) földtörténeti kor határán gyűrődött fel. Ekkor a megelőző 100 millió év alatt ott hullámzó tenger által lerakott üledék, és alatta a hegység kristályos magja más jelentős hegységekkel (Alpok, Kaukázus, Kordillerák, Andok) együtt a magasba emelkedett, de lábait még hosszú időn át a tenger hullámai verdesték. Az ekkor kialakult Tátra hegység azonban nem nagyon hasonlított a manapság ismert hegységre, hiszen az ekkor még viszonylag gyenge gyűrődés folytán a Tátra lankásan domborodó, szabályos alkatú hegység lehetett. A következő jelentős változás a Tátra arculatának kialakulásában a földtörténeti újkor (66 millió évtől máig) kezdetén, a paleocén (66 és 55 millió év között) és eocén (55 és 36 millió év között) korban zajlott le, amikor is hevesebb alpi hegységképződés ment végbe. A földtörténet újkorának következő időszakában, az oligocén korban (36 és 24 millió év között) a tenger visszahúzódott a Kárpátok lábaitól, és ezután több hegymozgás már nem érte a hegységet. Ezzel tulajdonképpen elérkeztünk a Tátra mai arculatának kialakításában egyik legfontosabb szerepet játszó korba. A földtörténeti újkor negyedidőszakában, az alsó- (1,7 millió és 720 ezer év között) és felsőpleisztocén (720 ezer és 10 ezer év között) időszakában (ezeket az időszakokat nevezik jégkorszaknak) többször erősen eljegesedett a Föld felszíne. Ezekben a hideg időszakokban Kelet-Európa nagy részét elborították a skandináv magashegységekből származó jégtömegek, amelyek aztán a jégkorszakok közötti melegebb (interglaciális) időszakokban visszahúzódva kialakították a hegység mai arculatát.

A Tátra mai felszínének kialakulására leginkább a visszahúzódó jégtakaró volt hatással. A hegység főtömegét alkotó kemény gránitból a gleccserek vésték ki a Magas-Tátra mai arculatát, a megfagyott hótömegek ugyanis évezredeken át uralták a hegységet. A folyamat jellegzetes nyomai sok helyen felfedezhetők, hisz a hajdani gleccserek kiterjedt morénákat (kőgörgetegeket) hoztak létre, amelyek egészen a hegység lábáig, az üdülőhelyekig is eljutottak. A minden nagyobb tátrai völgyben előforduló gleccserek kisebezték a hegyoldalakat, kitágították a völgyeket.

Napjainkra, amikor a földtörténeti negyedidőszak holocén időszakát (10 ezer évtől napjainkig) éljük, már egyetlen gleccser sincs a Tátrában, a szabad sziklafelületek azonban még mutatják a gleccsercsuszamlások nyomait. Csupán a mély völgyek, a szaggatott, fantasztikusabbnál fantasztikusabb formákat mutató sziklaszirtek emlékeztetnek erre az időszakra, no meg a hegység fő látványosságai, a gleccserteknőkben kialakult tengerszemek. Érdekességként említhető, hogy a Magas-Tátrában összesen 21 gleccser volt. Ezek közül a legnagyobb a Poduplaszki-völgyben elterülő Fehérpataki-gleccser volt, a maga 14 km hosszúságával és 1,5 km szélességével. A D-i oldalon a Menguszfalvi-gleccser volt a legnagyobb kiterjedéső, ennek hossza 11,5 km, szélessége 1,7 km volt.