В докембрии и раннем палеозоие на месте Сихоте-Альньской области находился древний кристаллический массив.
В девоне – позднем силуре в результате раздробления массива образовался геосинклинальный прогиб, в котором формировались вулканогенные и флишевые формации девона, карбона, перми. Местами в верхнем палеозое происходила герцинская складчатость, однако она не имела решающего значения и геосинклиналь продолжала развиваться. Лишь в позднем мелу произошло замыкание геосинклинали, и проявилась завершающая складчатость. Такое запаздывание можно объяснить соседством Сихоте-Алиня с тектонически-активной зоной Тихого океана.
В платформенную стадию развития во впадинах отлагались, как правило, маломощные угленосные и эффузивные формации. В кайнозойское время на территории Сихоте-Алиня образовались простые пологие складки опускания и расколы, по которым изливались и выбрасывались огромное количество лав и туфов.
На востоке области сформировался Сихоте-Алинский окраинный вулканический пояс.