Budowa geologiczna i rzeźba Madagaskar jest fragmentem dawnego superkontynentu Gondwany, który oderwał się ok. 200 milionów lat temu. Wschodnia część wyspy zbudowana jest ze skał krystalicznych; cokół prekambryjski tworzą skały metamorficzne, które są przykryte osadami pochodzącymi z okresu od górnego karbonu po czasy współczesne. Wiek najstarszych skał szacuje się na 2,6 mld lat. Skały te leżą w południowej części wyspy. Drugi pokład starych skał znajduje się w północno-wschodniej części Madagaskaru. W ich skład wchodzą min. granity i łupki kwarcytowe.
Część zachodnia Madagaskaru ma odmienną budowę geologiczną. Występują tam skały osadowe, które powstały dzięki ruchom epejrogenicznym, które wypiętrzały wyspę od czasów karbońskich. Skały te w głównej mierze składają się z wapieni, zawierających różne skamieniałości, m.in. amonity.
Rzeźba Madagaskaru jest bardzo zróżnicowana. Na wyspie przeważają wyżyny i góry. Średnia wysokość terenu to 615 m n.p.m. Nizinne są tylko obszary zachodnie i południowe, a także wąski pas nadbrzeżny na wschodzie. W skład Madagaskaru wchodzą trzy regiony morfologiczne, układające się w równoległych pasach: Wschodnie Wybrzeże, Zachodnie Wybrzeże i Płaskowyż Centralny.