Întreaga regiune care se întinde între Arizona și Colorado a fost un deșert vast cu dune de nisip în timpul perioadei jurasice. În timp, dunele de nisip au început să formeze straturi formate din nisip, nămol și pietriș și să se întărească. Aceste depozite au devenit în cele din urmă gresia Navajo, care este o rocă sedimentară, care formează pereții pentru room walls ai canioanelor pe care le vedem astăzi. Culoarea bogată și diferitele nuanțe de roșu și portocaliu care se văd pe pereți sunt cauzate de oxidarea fierului din roci în timp. Următoarea etapă a formării Antelope Canyon a început cu ridicarea platoului Colorado, care a dus la inundații rapide, eroziune și, în cele din urmă, la formarea canionului.