Der Harz als ein SO-NW-gestrecktes Horstgebirge ist an seinem Thüringer Südrand weniger auffällig als an seinem markanten Nordrand.
Gegenüber seinem nördlichen Vorland ist der Harz um mehr als 2000 m emporgehoben, wobei auf ihm alle jüngeren Schichten abgetragen sind. Die Abtragung hat auf dem Harz das Grundgebirge mit Gesteinen des Ordoviziums bis Unteren Perms freigelegt. Aus Gestein und Landschaftsform des Harzes ist eine komplizierte Entstehungsgeschichte abzuleiten.
Während des Ordoviziums, Silurs, Devons und Unterkarbons lagerten sich im Gebiet des heutigen Harzes wie in der weiteren Umgebung mehrere tausend Meter tonige, sandige und kalkige Sedimente ab. Diese wurden an der Wende Devon/Karbon und im Oberkarbon (vor etwa 345 bis 260 Millionen Jahren) gefaltet. Danach stiegen sie zu dem Varistischen Gebirge auf. Die Abtragung zerstörte dessen Höhenrücken, und Schuttströme zur Zeit des Rotliegenden brachten den Abtragungsschutt in Form roter Konglomerate, Sandsteine und Schluffsteine in den Niederungen zur Ablagerung, wie z.B. in der Südharzmulde und in dem sich anschließenden Ilfelder Becken.
Im Tertiär erfolgte eine erneute Heraushebung des Harzes um mehrere hundert Meter, die das heutige Mittelgebirge schuf. So stellt der Harz eigentlich einen gehobenen Teil der alten tertiären Tiefebene dar.
Die Harzscholle neigte sich bei der Hebung nach Süden und Osten. Im Süden fiel die Hebung in Form einer Verwerfungstreppe mit kleineren Sprunghöhen aus der Goldenen Aue heraus wesentlich geringer aus als am Nordrand. So konnte das Eis der Elsterkaltzeit den Unterharz überfahren und in die Goldene Aue und nach NW-Thüringen eindringen.