La death valley è il risultato di un’intensa attività geologica.
Nel Paleozoico, 500 milioni di anni fa, la regione ospitava un basso mare tropicale. Mentre la placca oceanica si insinuava sotto quella continentale, il mare si ritirò ad occidente, e la linea di faglia emerse intorno al Mesozoico, tra 250 e 65 milioni di anni fa, sotto forma di alte catene montuose. L’attrito tra le placche, fondendo la litosfera in profondità, provocò in superficie la formazione di catene vulcaniche, ancora visibili ad ovest dell’odierna posizione della valle.
Circa 3 milioni di anni fa, al movimento compressivo se ne sostituì uno distensivo. La tensione subita dalle rocce si liberò attraverso linee di frattura lungo le quali vaste porzioni di crosta scivolarono verso il basso, affondando per gravità. Le regioni più basse della death valley, i cosiddetti bacini, corrispondono ai fondovalle di queste depressioni. Il trasporto idrico intanto modificava costantemente le regioni superficiali della crosta, scavando canyons e bacini lacustri. Diecimila anni fa, grazie ad un torrido clima desertico, i laghi si prosciugarono, lasciando i fondovalle coperti da un bianco strato di cristalli di sale.
