Pegunungan Jayawijaya adalah nama untuk deretan pegunungan yang terbentang memanjang di tengah provinsi Papua Barat dan Papua (Indonesia) hingga Papua Newguinea di Pulau Irian. Deretan Pegunungan yang mempunyai beberapa puncak tertinggi di Indonesia ini terbentuk karena pengangkatan dasar laut ribuan tahun silam. Meski berada di ketinggian 4.800 mdpl, fosil kerang laut, misalnya, dapat dilihat pada batuan gamping dan klastik yang terdapat di Pegunungan Jayawijaya. Karena itu, selain menjadi surganya para olah raga pendaki, Pegunungan Jayawijaya juga menjadi surganya para minat khusus peneliti geologi dunia.
Pegunungan Jayawijaya juga merupakan satu-satunya pegunungan dan gunung di Indonesia yang memiliki puncak yang tertutup oleh salju abadi. Meskipun tidak seluruh puncak dari gugusan Pegunungan Jayawijaya yang memiliki salju. Salju yang dimiliki oleh beberapa puncak bahkan saat ini sudah hilang karena perubahan cuaca secara global.
Menurut teori geologi, awalnya dunia hanya memiliki sebuah benua yang bernama Pangea pada 250 juta tahun lalu. Benua Pangea pecah menjadi dua dengan membentuk benua Laurasia dan benua Eurasia. Benua Eurasia pecah kembali menjadi benua Gonwana yang di kemudian hari akan menjadi daratan Amerika Selatan, Afrika, India, dan Australia.
Pengendapan yang sangat intensif terjadi di benua Australia, ditambah terjadinya tumbukan lempeng antara lempeng Indo-Pasifik dengan Indo-Australia di dasar laut. Tumbukan lempeng ini menghasilkan busur pulau, yang juga menjadi cikal bakal dari pulau dan pegunungan di Papua.
Akibat proses pengangkatan yang terus-menerus, sedimentasi dan disertai kejadian tektonik bawah laut, dalam kurun waktu jutaan tahun menghasilkan pegunungan tinggi seperti yang bisa dilihat saat ini.
Bukti bahwa Pulau Papua beserta pegunungan tingginya pernah menjadi bagian dari dasar laut yang dalam dapat dilihat dari fosil yang tertinggal di bebatuan Jayawijaya.