Toda la región que abarca Arizona y Colorado era un vasto desierto con dunas de arena durante el periodo Jurásico. Con el tiempo, las dunas de arena empezaron a formar capas compuestas de arena, limo y grava y a endurecerse. Estos depósitos acabaron convirtiéndose en la arenisca navajo, que es una roca sedimentaria, que forma los muros de los cañones que vemos hoy. La rica coloración y las distintas tonalidades de rojo y naranja que se ven en los muros se deben a la oxidación del hierro de las rocas con el paso del tiempo. La siguiente etapa de la formación de Antelope Canyon comenzó con el levantamiento de la meseta del Colorado, lo que provocó inundaciones repentinas, erosión y, finalmente, la formación del cañón de ranura.