1912年德国的气象学家魏格纳在法兰克福地质协会和马尔堡科学协进会上先后作了“从地球物理学的基础上论地壳轮廓（大陆与海洋）的生成”和“大陆的水平位移”的两次演讲，正式提出了大陆漂移学说。魏格纳对大西洋两岸的轮廓作了有趣的拼接，发现两岸的凹凸巧妙地吻合。并从地质学的研究成果中寻找证据：非洲南部东西走向的褶皱山—开普山脉，与南美洲布宜诺斯艾利斯山脉一致；非洲西部巨大的片麻岩高原与巴西片麻岩高原几乎一样；著名的非洲金刚石产在金伯利岩中，在巴西也能找到；石炭二迭纪南方冈瓦那大陆出现大面积冰盖，南美洲的冰川漂砾一部分来源于南非；在大西洋北部的两岸，有三条并列的古老褶皱带，从此岸延伸到彼岸；西班牙半岛上的山脉与美国东部阿巴拉契亚山脉都是遥相对应的海西褶皱带；英国的苏格兰、爱尔兰高地与加拿大的纽芬兰和拉布拉多高原，都属加里东褶皱带；苏格兰西北部及赫布里底群岛的片麻岩山系与拉布拉多北部元古界片麻岩山系相呼应。魏格纳把大西洋两岸地质条件相似性，比作被撕破的报纸，不仅参差不齐的边可以吻合，连印刷的文字也可以拼合。
其次，石炭—二迭纪的舌羊齿化石，广布于冈瓦那大陆；早二迭世的中龙化石（淡水爬行类）发现于南非和巴西这一事实，也能解释为这些陆地目前虽远隔重洋，但在石炭—二迭纪时，应该是联在一起的一块大陆。
近年来，剑桥大学的布拉德等人用计算机处理拼接大西洋两岸，在大陆坡195米深处显示了良好的吻合。
魏格纳用大西洋两岸地质学和古生物学方面的大量详细的相关现象，指出在古生代全球只有一块陆地（泛大陆），周围是一片广阔的海洋（泛大洋）。到了中生代，由于地球自转产生自东向西的潮汐摩擦力和从两极向赤道方向的离心力切向分力的作用，泛大陆开始分裂和漂移。漂浮在玄武岩硅镁层（又称玄武岩层）基底上的花岗岩质的大陆，都自两极向赤道和自东向西漂移，美洲漂得最快，亚、澳大陆漂得最慢。首先美洲和欧、非洲之间形成大西洋，接着澳大利亚和南极洲之间出现印度洋。这一漂流过程很缓慢，直到第四纪初期才形成象现代世界上海陆分布的轮廓。魏格纳认为地球上的山脉也是大陆漂移的产物，如纵贯南北美洲大陆西岸的科迪勒拉山系，就是美洲大陆向西漂移滑动过程中，受到太平洋玄武岩基底的阻挡，被挤压褶皱形成的；亚洲东缘的岛弧群，是陆地向西漂移时留下的残块；东西向的各大山脉，如阿尔卑斯山、喜马拉雅山等，是大陆从两极向赤道挤压的结果。
大陆漂移说问世以后，向传统的大陆固定论和大洋永存说提出了挑战，曾在本世纪二三十年代盛行一时，但终因当时还没有发现地壳大规模水平位移的正面数据，而逐渐消沉下来。到了五十年代，由于地球物理勘探的广泛应用，为地质学积累了大量资料，特别是古地磁研究的飞速发展，促使更多人接受了大陆漂移的论点。洛德·布莱克特和基思·朗康等测定了许多地区的古地磁位置，发现只能用大陆漂移理论才能解释。例如，将欧美两洲一系列的不同地质时代的岩石标本测定后，画出这两洲的古地磁极移动的曲线，从理论上讲，这两条线应当重合，因为只有一个地磁场。但是，这两条线并不重合，时代越老，相距越远，古生代相距最远，其距离正好相当于目前大西洋的宽度，如果将这两大洲紧密拼接起来，则古地磁极移动的曲线也正好吻合。这就是古地磁学对大陆漂移说提供的证据。海底扩张说的出现，也客观地证实了大陆确实发生过移动，这样使沉默已久的大陆漂移说又重新复兴起来了。