Toute la région qui s'étend de l'Arizona au Colorado était autrefois un vaste désert avec des dunes de sable pendant la période jurassique. Au fil du temps, les dunes de sable ont commencé à former des couches composées de sable, de limon et de gravier et à durcir. Ces dépôts sont finalement devenus le grès de Navajo, une roche sédimentaire, qui forme les murs des canyons que nous voyons aujourd'hui. La riche coloration et les différentes teintes de rouge et d'orange que l'on voit sur les murs sont dues à l'oxydation du fer dans les roches avec le temps. L'étape suivante de la formation de Antelope Canyon a commencé avec le soulèvement du plateau du Colorado, entraînant des crues soudaines, l'érosion et, finalement, la formation du canyon à fentes.