Hele området som strekker seg over Arizona og Colorado, var tidligere en stor ørken med sanddyner i jura-perioden. Over tid begynte sanddynene å danne lag bestående av sand, silt og grus og stivne. Disse avleiringene ble etter hvert til Navajo-sandstein, som er en sedimentær bergart, som danner veggene i kløftene vi ser i dag. Den rike fargen og de ulike nyansene av rødt og oransje som man ser på Veggene, skyldes at jernet i bergartene oksiderer med tiden. Neste trinn i dannelsen av Antelope Canyon begynte med hevingen av Coloradoplatået, noe som førte til flom, erosjon og til slutt dannelsen av slot canyon.