Cały region obejmujący Arizonę i Kolorado był niegdyś rozległą pustynią z wydmami w okresie jurajskim. Z czasem wydmy zaczęły tworzyć warstwy składające się z piasku, mułu i żwiru i twardnieć. Złoża te ostatecznie przekształciły się w piaskowiec Navajo, który jest skałą osadową, tworzącą mury kanionów, które widzimy dzisiaj. Bogaty kolor i różne odcienie czerwieni i pomarańczy, które można zobaczyć na murach, są spowodowane utlenianiem żelaza w skałach wraz z upływem czasu. Kolejny etap formowania Kanionu Antylopy rozpoczął się wraz z wypiętrzeniem Płaskowyżu Kolorado, co doprowadziło do gwałtownych powodzi, erozji i ostatecznie powstania kanionu szczelinowego.