Die Entstehung der Blue Mountains-Landschaft erfolgte vor über 300 Millionen Jahren und begann mit Erdbewegungen, die die Quarzitbasis schufen, auf der die Berge stehen. Von dort aus wurde die Geographie von Flüssen gebildet, die regelmäßig die Basis überfluteten und Sedimentablagerungen hinterließen. Diese Ablagerungen bildeten später Schichten von Schiefer, Schluffsteinen und Tonsteinen, die sich in Kohleflöze verwandelten. Daraus sind etwa 500 Meter Meeressediment entstanden.
Während der Trias vor 250 Millionen Jahren begannen Flüsse, große Mengen Sand auf den Schiefer abzulagern und zu begraben. Die Schichten sanken schließlich unter dem Gewicht des Sandes und bildeten ein Becken. Während sich der Sand im neu gebildeten Becken weiter absetzte, wurden die darunter liegenden Schichten durch Hitze und Druck zu hartem Gestein. Diese Hartgesteinsschichten wurden als Narrabeen- und Hawkesbury-Sandsteine bekannt. Ungefähr 80 Millionen Jahre später hörte die Ablagerung von Sand auf und Kräfte in der Erde drückten die harten Gesteinsschichten nach oben. Die Blue Mountains ist der Name für das entstandene Plateau, das sich gebildet hat. Der Grund dafür, dass das Plateau einer Bergkette ähnelt, liegt daran, dass das Plateau seziert wurde. Täler und Schluchten, die durch vulkanische Aktivität entstanden sind, sind die Hauptfaktoren für die Sektion und das daraus resultierende Erscheinungsbild des Gebiets.
