Arizona ve Colorado'yu kapsayan tüm bölge, Jura döneminde kum tepelerinin bulunduğu geniş bir çöldü. Zamanla kum tepeleri kum, silt ve çakıldan oluşan katmanlar oluşturmaya ve sertleşmeye başlamıştır. Bu birikintiler sonunda, bugün gördüğümüz kanyonların duvarlarını oluşturan tortul bir kaya olan Navajo kumtaşına dönüşmüştür. Duvarlarda görülen zengin renkler ve kırmızı ile turuncunun farklı tonları, kayalardaki demirin zamanla oksitlenmesinden kaynaklanmaktadır. Antilop Kanyonu oluşumunun bir sonraki aşaması Colorado Platosu'nun yükselmesiyle başlamış, sellere, erozyona ve nihayetinde yarık kanyonun oluşumuna yol açmıştır.