Чехол платформы включает отложения верхнего протерозоя, палеозоя, мезозоя и кайнозоя. В составе верхнепротерозойских отложений выделяются мощные толщи песчаников и водорослевых известняков. Кембрийские отложения широко распространены, отсутствуют только на щитах. Отложения ордовика и силура известны в западной и центральной частях. Девон и нижний карбон — морские карбонатно-терригенные толщи на С. и В., континентальные — на Ю. В бассейне р. Вилюй в них присутствуют основные туфы и лавы.
Континентальные угленосные отложения среднего и верхнего карбона, перми, а также мощные туфогенные и лавовые серии триаса (сибирские траппы) заполняют Тунгусскую синеклизу. Многочисленные интрузии траппов развиты по её окраинам, на склонах Анабарской антеклизы и в южных районах платформы, образуя линейные зоны вдоль разломов, секущих фундамент и отложения чехла. Помимо верхнепалеозойских трапповых интрузий и соответствующих по возрасту трубок взрыва с кимберлитами, известны аналогичные девонские и юрские магматические тела. Юрско-меловая Вилюйская синеклиза перекрывает палеозойские авлакогены. Мезозойские отложения представлены обломочными породами с прослоями бурых углей и известняков (на С.).
Сибирская платформа, в отличие от Восточно-Европейской, в конце протерозоя и начале палеозоя являлась областью общего погружения и почти повсеместного накопления морских, в значит. степени карбонатных отложений. Во 2-й половине палеозоя, в мезозое и кайнозое она была относительно приподнята и на ней накапливались главным образом континентальные отложения. Сибирская платформа отличается высокой степенью тектонической активности. На ней много разломов, пересекающих чехол, и флексур, широко проявлен основной и щелочной магматизм.
Складчатые геосинклинальные пояса. Урало-Монгольский пояс к началу мезозоя приобрёл строение платформы, основание которой образуют на разных участках разновозрастные складчатые системы: байкальские и салаирские, каледонские, герцинские. Чехол на байкалидах и салаиридах образован палеозойскими, мезозойскими и кайнозойскими отложениями (на герцинидах — только мезозойскими и кайнозойскими). Палеозойские и докембрийские породы выходят на поверхность в выступах фундамента (современные горные области Урала, Тянь-Шаня, Центрального и Восточного Казахстана, Алтая, Саян, Забайкалья, Таймыра и др.). Осадочный чехол перекрывает фундамент в пределах плит — Тимано-Печорской, Западно-Сибирской, северной части Туранской и Буреинской.
Структуры зоны байкальской складчатости образуют дугу, огибающую Сибирскую платформу с С.-З. и Ю.-З., и выходят на поверхность на Северном Таймыре, в Енисейском кряже, Восточном Саяне и в Прибайкалье. Под чехлом восточные окраины Западно-Сибирской плиты байкальские структуры протягиваются вдоль левобережья р. Енисей. К байкальской области относятся также Буреинский массив в бассейнах Амура, Зеи и Бурей, частично прикрытый осадочным чехлом, а также область, вытянутая вдоль северо-восточного края Восточно-Европейской платформы (Тиманский кряж, фундамент Печорской синеклизы). В строении областей байкальской складчатости главную роль играют мощные докембрийские, в особенности верхнепротерозойские толщи, смятые в сложные линейные складки. Они представлены различными типами осадочных и осадочно-вулканогенных геосинклинальных формаций. Верхнерифейские, местами вендские, обломочные накопления относятся к молассам. Широко распространены крупные массивы гранитоидов позднего рифея — венда, но встречаются также более молодые щелочные интрузий (девон, юра — мел).
К байкалидам Восточного Саяна примыкают с З. и В. структуры раннекаледонской, или салаирской складчатости, в строении которых наибольшую роль играют мощные морские и вулканические геосинклинальные толщи верхнего протерозоя, нижнего и среднего кембрия, образующие линейные складки. Молассовый комплекс салаирид начинается с верхнего кембрия, который представлен красноцветными обломочными накоплениями. Значительна роль салаирской складчатости и интрузивного гранптоидного магматизма в областях, ранее относимых к байкальским (Байкало-Витимское нагорье и пр.). Области каледонской складчатости охватывают часть Алтая и Тувы, а также Северный Тянь-Шань и Центральный Казахстан. В строении каледонид широко развиты кембрийские и ордовикские осадочные и осадочно-вулканогенные породы, смятые в линейные складки. В ядрах антиклинориев, на массивах обнажён докембрий. Силур и более молодые отложения обычно представлены молассой и наземными вулканитами. Местами (Сев. Тянь-Шань) каледонские структуры проплавлены огромными массивами нижнепалеозойских (ордовик) гранитоидов.
Для областей байкальской, салаирской и каледонской складчатостей характерны крупные межгорные впадины (Минусинская, Рыбинская, Тувинская, Джезказганская, Тенизская), выполненные морскими и континентальными, часто молассовыми образованиями девона, карбона и перми. Впадины являются наложенными структурами, но некоторые (Тувинская) следуют крупнейшим глубинным разломам.
К герцинским складчатым областям принадлежит Урал с Предуральским краевым прогибом, Гиссаро-Алай и часть Тянь-Шаня (хребты Туркестанский, Зеравшанский, Алайский, Гиссарский, Кокшалтау), Прибалхашская часть Центрального Казахстана, область озера Зайсан, Рудный Алтай и узкая полоса восточного Забайкалья, зажатая между краем Сибирской платформы и Буреинским массивом (Монголо-Охотская складчатая система). Герцинские складчатые структуры образованы в основном морскими геосинклинальными осадочными и вулканогенными формациями нижнего палеозоя, девона и нижнего карбона, собранными в линейные складки и слагающие часто обширные тектонические покровы. Докембрийские метаморфические породы в их пределах выходят на поверхность в ядрах антиклинориев. В отдельных межгорных впадинах они перекрыты континентальными молассами верхов карбона и перми. Осадочные и вулканогенные породы в герцинских областях прорваны крупными гранитными массивами (верх. карбон — пермь). Позднепалеозойские (герцинские) интрузии развиты также в областях более ранних эпох складчатости.
В пределах обширной площади плит Урало-Монгольского пояса фундамент сложен такими же складчатыми системами, как и в горных областях, но они перекрыты осадочным чехлом. В составе фундамента выделяются отдельные позднепротерозойские (байкальские) массивы, которые окаймлены более молодыми каледонскими и герцинскими системами структур. Главную роль в строении чехла плит играют породы юры, мела, палеогена, неогена и антропогена, представленные морскими и континентальными осадочными породами. Континентальные, вулканогенные и угленосные отложения триаса — низов юры выполняют отдельные грабены (Челябинский и др.). Полный разрез чехла на Западно-Сибирской плите представлен внизу континентальными угленосными отложениями (нижняя и средняя юра), морскими глинисто-песчаниковыми толщами верхней юры — нижней части мела, континентальными толщами нижнего мела; морскими глинисто-кремнистыми толщами верхнего мела — эоцена, морскими глинами олигоцена. Неогеновые и антропогеновые отложения обычно континентальны. Мезозойско-кайнозойский чехол залегает почти горизонтально, образуя отдельные своды и прогибы; местами отмечаются флексуры и разломы (см. Западно-Сибирский нефтегазоносный бассейн).
В пределах Урало-Монгольского пояса проявились неогеновые процессы эпиплатформенного орогенеза, благодаря которым фундамент часто изогнут и расколот на отдельные блоки, поднятые на разную высоту. Наиболее интенсивно эти процессы происходили в Гиссаро-Алае, Тянь-Шане, Алтае, Саянах, Прибайкалье и Забайкалье.
Средиземноморский пояс расположен к Ю.-З. и Ю. от Восточно-Европейской платформы. Вдоль Гиссаро-Мангышлакского глубинного разлома его структуры соприкасаются со структурами Урало-Монгольского пояса. Средиземноморский пояс на территории СССР включает внешнюю и внутреннюю зоны. Внешняя зона (Скифская плита, южная часть Туранской плиты, Таджикская депрессия и Северный Памир) представляет собой молодую платформу. В её пределах мезозой и кайнозой образуют полого залегающий платформенный чехол на складчатом, метаморфизованном и прорванном интрузиями палеозойском и докембрийском основании. Таджикская депрессия и Северный Памир в неогене — антропогене были охвачены орогенезом, в результате чего мезозойские и кайнозойские отложения платформенного чехла здесь смяты в складки.
