Estónsko leží v severozápadnej časti Východoeurópskej platformy, na ktorej sú len nepatrné náznaky vyvýšenia. Východoeurópska platforma, nazývaná aj Ruská platforma, je jedna z najstarších stabilných oblastí dnešného zemského povrchu. Je to takisto jedna z najrozsiahlejších platforiem sveta. Rozkladá sa na obrovskej ploche od Barentsovho mora na severe, až po Čierne a Kaspické more na juhu. V európskej časti tvorí podklad mladších geologických útvarov.

Základ územia Estónska je tvorený vyvretými a metamorfovanými horninami (ruly, kremence, bridlice a granity ) z obdobia starohôr. Sedimentárny kryt tvorený rozličnými horninami je predovšetkým kambrického, ordovického, silúrského a devónského veku. Horniny z tohoto obdobia sú na mnohých brehoch riek a na severnom pobreží odhalené. Na brehoch Fínskeho zálivu je to vápencová (ordovická) plošina formujúca strmý svah nazývaný Baltský (Severo-estónsky) glint. Dosahuje výšku 56m. Severná časť pobrežia ostrovov Estónska, Saaremma a Humu, je takisto tvorená vápencovou (silúrskou), ale menšou plošinou.

Estónsko je poznačené predovšetkým štvrtohorným zaľadnením. Kontinentálny ľadovec pokrýval územie Estónska počas doby ľadovej viac krát. Podložie bolo počas ústupu ľadovca pokryté morénami a sedimentmi glaciálnych riek a jazier. Štvrtohorné vrstvy pokrývajúce vápenec sú pôvodne tenké, ale postupne smerom na juh sa stávajú hrubšími (až do 200 m). Tvoria tam tak kopcovitý morénový terén na pieskovcoch južného Estónska (Arjakas et al, 1991 ). Plošiny severného a centrálneho Estónska majú hrúbku štvrtohorného krytu zvyčajne 2 – 3 m, plošiny na juhu, 5 – 10 m. Časti vápencových plošín, kde štvrtohorný povrch absentuje alebo dosahuje len niekoľko centimetrovú hrúbku, sa nazývajú alvar ( slovo alvar má škandinávsky pôvod a pomenúva špecifický typ reliéfu vytvorený na vápencovom podlaží, pre ktorý je typická tenká vrstva pôdneho krytu a následne riedka vegetácia.

Maximálna hrúbka štvrtohorného krytu, presahujúca 100 m, sa objavuje v dolinách a akumulatívnych výškach južného Estónska. Po ústupe ľadovca, štvrtohorný kryt nížin Estónska bol vo veľkej miere formovaný morom. Na druhej strane, vysočiny neboli poznačené morom ani veľkými jazerami, ale eróziou a akumuláciou spôsobovanou prechodnými zrážkami, či vetrom. Sedimenty formované po ústupe ľadovca majú rozdielny pôvod. Piesky, štrky a kremence sú morského pôvodu. Medzi jazerné sedimenty sa zahrňuje bahno, piesok a jazerné vápence. Medzi riečne sedimenty : štrk, piesok a íl. Výskyt travertínov je zriedkavý.

Hlavným stavebným prvkom štvrtohorného povrchu je íl. Vápenec na severe a severozápade Estónska je pokrytý šedým ílom, bohatým na balvany. Piesok na juhu Estónska pokrýva hnedý íl (bohatý na hlinu, chudobný na balvany). Okrem ílu, štvrtohorný povrch obsahuje aj sedimenty štrku, piesku, varvového ílu, rašeliny a bahna. Dôležitým nerastným bohatstvom usadeným v ordovickom podloží Estónska sú horľavé bridlice (zásoby odhadované na 6 000 miliónov ton) a zásoby fosfátov (700 miliónov ton). Vápenec je využívaný na výrobu cementu, vápna a iného stavebného materiálu. Rašelina je jednou z prevládajúcich štvrtohorných ložísk. V Estónsku sa nachádza okolo 12 000 močiarov a rašelinísk na rozlohe 9000 km² . Zásoby rašeliny sa odhadujú na 4 000 miliónov ton. Fluviglaciálne sedimenty sú zvyčajne tvorené striedajúcimi sa vrstvami štrku a piesku, využívanými pri konštrukcii ciest a budov. Jemnozrnné sedimenty obsahujúce varvový íl, sú využívané ako surové materiály na výrobu tehál, či krytín.

Z hľadiska geomorfologického členenia Európy sa Estónsko zaraďuje do Východoeurópskej platformy (jednotka Európy I. rádu ), presnejšie do Východobaltskej nížiny (jednotka II. rádu). Estónsko je rovinným územím, kde sa pahorkatiny a plošiny striedajú s nížinami, depresiami a údoliami. Tieto formy, spolu s pobrežnými útesmi severného a západného Estónska, sú najrozšírenejšími na území Estónska. Prevažná časť povrchu leží v nadmorskej výške okolo 50 m n.m. Vyvýšenie v juhovýchodnej a južnej časti Estónska je väčšie, než vyvýšenie západnej časti Estónska. Maximálnu výšku, 318 m n.n., dosahuje Sur Munamägi.

Pahorkatiny dosahujú zvyčajne výšku 75 -100 m n.m. V Estónsku môžeme rozlíšiť pahorkatiny vzniknuté eróziou alebo akumuláciou. Pahorkatiny vzniknuté eróziou sú zvyčajné monotónne. Ich vzhľad závisí vo veľkej miere na podlaží. Majú relatívne tenkú vrstvu kvartérnych usadenín a v reliéfe dominujú morénové planiny. V Estónsku sú dve erózne pahorkatiny:

• Pandivere (najvyšší bod : Emumägi , 166 m n.m.),
• Sakala (najvyšší bod : Rutu, 146 m n.m.)

Vzhľad pahorkatín vzniknutých akumuláciou neovplyvňuje zloženie podlažia. V reliéfe dominujú údolia a kopce, tvorené kvartérnymi sedimentmi. V Estónsku sú tri pahorkatiny vzniknuté akumuláciou :

• pahorkatina Haanja (najvyšší bod : Suur Munamägi, 318 m n.m. ),
• pahorkatina Otepää (najvyšší bod : Kuutse,217 m n.m.),
• pahorkatina Karula (najvyšší bod : Rebasejärve Tornimägi, 137 m n.m.).

Medzi vyššie položené územia patria aj plošiny. Plošiny Harju a Viru sa nachádzajú na severe Estónska. Zo severu sú ohraničené strmým svahom Baltického glintu. Obe dosahujú výšku okolo 30 -70 m n.m. Povrch plošín je miestami prerezaný riekami a krasovými útvarmi. Povrch plošiny Viru je dotváraný umelými tvarmi - jamami a hlušinami po ťažbe horľavých bridlíc.

Nížiny dosahujú 50 m n.m. Pokrývajú skoro polovicu územia Estónska. Najväčšie plochy nížin sa nachádzajú na západe Estónska. Západoestónska nížina je močiarovitá plošina dotváraná vápencovitými kopcami s maximálnou výškou do 20 m n.m. Rozprestiera sa až ku Západoestónskemu archipelágu. Reliéf je tu takisto nížinný, väčšina územia dosahuje 20 m n.m. Výnimku tvoria západné územie Saaremy a jej južného predĺženia – Sörve polostrova.
Nížina Pärnu je takisto močiarovitá. Jej podložie je tvorené pieskovcami devónskeho veku. Západný okraj nížiny Pärnu hraničí na pobreží mora s najvyššími dunami v Estónsku.

Severoestónska pobrežná planina pokrýva úzky pás územia medzi Fínskym zálivom a Baltickým glintom. Jeho šírka je od niekoľko metrov po 20 km. Zaberá mnoho polostrovov, zálivov a ostrovov Fínskeho zálivu. Močiaristé nížiny sa nachádzajú aj severne od Pskovského jazera, Alutaguse nížina a severne od jazera Vőrtsjarv, Vőrtsjarv nížina.
Depresné územia a údolia sú takisto významnými črtami reliéfu Estónska. Sú ľahko rozpoznateľné na juhu Estónska, kde oddeľujú pahorkatiny. Depresia Valga (40 – 80 m n.m.) sa nachádza medzi pahorkatinami Sakala, Karula a Otepää. Depresia Hargla (70 - 100 m n.m.) oddeľuje pahorkatinu Haanja a pahorkatinu Karula. A depresia Vőru je vlastne jej predĺžením, oddeľuje pahorkatinu Haanja a Otepää.