巴哈马群岛是一道巨大的石灰岩山脉露出海面的部分。距今100万年前，地球上遍布冰川，那时候的海平面比现在要低200米左右，石灰岩经过雨水、流水的侵蚀，变成洞穴。距今1.5万年前，地球气候转暖，冰川大量融化，海平面升高，巴哈马群岛上的一部分陆地沦为海洋，大蓝洞也就淹进海水里了。这一带是沉降区，至今还以1万年30厘米的速度下沉着，加上这里大河很少，沉积物少，而水流较急，少量的沉积物也都被水流冲走了，因此大蓝洞没有被泥沙掩埋掉，一直存留到现在。