Хребет полностью похоронен под ледником толщиной до трёх километров. Из-за этого он был открыт довольно поздно, в 1958 году, и до сих пор остаётся самой малоизученной горной цепью планеты.

Горы Гамбурцева к тому же оказались весьма загадочными: состав пород говорил о том, что они образовались давно, а их крутизна и изрезанная поверхность указывали на относительную молодость.

Исследователи собрали новые данные с помощью двух самолётов, оборудованных радарами, лазерами, приборами для измерения электромагнитного поля и гравитации. Воздушные лаборатории налетали в общей сложности 120 тыс. км.

Горы Гамбурцева оказались похожи на Восточно-Антарктическую рифтовую систему, протянувшуюся на 3 тыс. км от Восточной Антарктики до Индии. Миллиард лет назад там столкнулось несколько континентов (точнее, микроконтинентов). В результате образовался толстый литосферный киль, уходящий далеко в глубину. Со временем горы, созданные теми столкновениями, разрушились, но холодный и плотный «корень» остался.

250–100 млн лет назад процессы рифтообразования привели к распаду сверхконтинента Гондваны, в состав которого входила и Антарктида. Из-за этого старый литосферный киль нагрелся, обновился и вместе с Восточно-Антарктическим рифтом приподнял землю, сформировав новые горы. Реки и ледники вырезали глубокие долины и тем самым помогли возвыситься новым пикам. В результате рельеф гор Гамбурцева стал напоминать альпийский. 34 млн лет назад их покрыл и защитил от дальнейшей эрозии Восточно-Антарктический ледниковый щит.