海底擴張和板塊構造說認為，在加裏東和海西運動時期，由於古北美和古歐洲的愈合，使古大西洋在兩億多年前就從大到小，最後閉合消失了。中生代以前，大西洋尚未擴張，在約一億五千萬年前的侏羅紀，北美大陸與歐洲、非洲開始分離，而南美與非洲的裂開則比前者晚些，約始於一億二千萬年前的白堊紀，大致直到六千五百萬年的第三紀初，南大西洋仍屬淺海或邊緣海，進入第三紀後，南大西洋才大規模地擴張。
氣候與洋流
大西洋的氣候與太平洋的氣候有些類似，但有些特征相當突出。
（1）南、北大西洋氣候類型具有明顯的對稱性；（2）北大西洋的氣溫比南大西洋氣溫高，尤其在高緯度區更加明顯；（3）大洋東、西兩側的氣溫和降水有較大的差異；（4）除南大西洋高緯度區外，氣溫年變幅都較小。
大西洋的氣溫在赤道地區終年為25℃～26℃，在幾內亞灣常為27℃。在南、北緯20°附近，最高溫月（北半球在8月，南半球在2月）為25℃左右，最低溫月（北半球為2月，南半球為8月）為20℃左右；在南、北緯40°附近，最高溫月，前者僅15℃，而後者則為20℃；最低溫月，前者隻10℃，後者為13℃左右；在南、北緯60°附近，最高溫月，前者隻有0℃，而後者還高達10℃～12℃，最低溫月，前者已下降到－10℃左右，而後者則在0℃以上。由此可知，在高於南、北緯20°以上的緯度範圍內，通常北半球比南半球同緯度氣溫要高5℃～10℃，這一現象的產生主要在於世界最強大的暖流——墨西哥灣流和北大西洋暖流的作用。
在大西洋的東、西兩側的氣溫也有顯著的差異。
大西洋上降水量的主要特征是：赤道地區最多，年降水總量在1500～2000毫米；在南、北緯35°～60°之間，一般年降水量在1000～1500毫米，為次多雨區；大致介於南、北緯15°～35°之間，年降水量500～1000毫米，為中雨區，但在此緯區的東部海域因受高壓中心，離陸信風和寒流的共同影響，年降水量隻100～250毫米，為少雨區。在南緯60°以南的高緯度海域降水也很少，一般隻有100～250毫米。但是，在北緯60°以北的大西洋海域包括整個挪威海在內，年降水量仍在1000毫米左右。這裏降水量較大，與極鋒、溫帶氣旋和強大的北大西洋暖流在此範圍內的活動有關。
大西洋氣溫和降水的分布特點，是與太陽輻射、大氣環流、洋流性質以及海陸輪廓等氣候因素的影響分不開的。
到達地表的太陽輻射與緯度有關，由於大西洋從赤道向南北伸延到70°～80°緯線處，在低緯地區獲得的熱量較多，愈到高緯獲得的熱量愈少，這就是大西洋上氣溫從赤道向南北高緯度地區降低的基本原因。
大氣環流是影響大西洋氣候特征重要因素。大西洋上空的大氣環流，一般決定於大西洋和鄰近大陸上空的高、低氣壓活動中心。在冰島西南有一個永恒性的低壓中心（副極地低壓帶的一部），它到冬季獲得最大發展，此時氣壓降到997.3毫巴。在南極大陸附近有一個常年存在的副極地低壓帶，最低氣壓為986.6毫巴。在上述兩個低壓區（帶）之間的副熱帶緯度區，形成兩個高壓區，即亞速爾高壓區和南大西洋高壓區，這兩個高壓區也是常年存在的永恒性高壓區，它們的氣壓高達1024毫巴。在這兩個高壓區之間為赤道低壓區，赤道低壓區氣壓為1013.3毫巴。大西洋海域氣壓區（帶）分布的形勢，決定了大西洋各部分風係與降水量的多寡。在兩個副熱帶高壓區（帶）之間，經常有向赤道低壓帶的氣流，在赤道以北為東北信風，赤道以南為東南信風。兩股信風在赤道附近會合後，氣流急劇上升，形成大量雲雨，這就是赤道地區多雨的重要原因。在高壓區與副極地低壓區之間的中高緯度區，經常吹偏西風，由於氣流從低緯度流向高緯度，氣溫逐漸降低，空氣中的水汽容易凝結致雨，加以這一帶是極鋒及溫帶氣旋活動頻繁的地帶，因此，這裏是大西洋海域次多雨區，也是天氣最為多變的地區。
影響大西洋氣候的因素還得考慮周圍大陸的性質和與大西洋瀕臨的輪廓。如北美大陸冬夏的降溫和增溫，對於北美東南部海域季風氣候的形成有直接關係。冬季北大西洋中緯度區海域西部比東部的氣溫低10℃左右，又與這一時期經常吹寒冷的離陸風直拂西部海域有關。北部非洲遼闊的撒哈拉大沙漠的存在，加上東北信風自大陸吹向海洋，使得北大西洋副熱帶海域東側降水稀少而且多塵霧。赤道以南副熱帶海域東側降水很少，與來自南非卡拉哈裏沙漠幹燥的東南信風有關。加勒比海和墨西哥灣水溫和其表層貼近的氣溫較高，與受低緯大陸包圍有關。