Sự hình thành của cảnh quan Blue Mountains xảy ra hơn 300 triệu năm trước và bắt đầu với các chuyển động của trái đất tạo ra nền thạch anh mà các ngọn núi này đứng trên đó. Từ đó, vùng địa lý được hình thành bởi các con sông thường xuyên làm ngập nền và để lại trầm tích. Những trầm tích này sau đó hình thành các lớp đá phiến sét, đá phù sa và đá bùn biến thành các vỉa than. Khoảng 500 mét trầm tích biển được hình thành từ đây.
Trong kỷ Trias xảy ra cách đây 250 triệu năm, các con sông bắt đầu bồi đắp một lượng lớn cát lên trên các phiến đá phiến và chôn vùi chúng. Các lớp cuối cùng chìm xuống dưới sức nặng của cát và tạo thành một lòng chảo. Khi cát tiếp tục lắng xuống trong lòng chảo mới hình thành, sức nóng và áp suất khiến các lớp bên dưới biến thành đá cứng. Những lớp đá cứng này được gọi là đá sa thạch Narrabeen và Hawkesbury. Khoảng 80 triệu năm sau, cát ngừng lắng đọng và các lực trong lòng đất đẩy các lớp đá cứng lên trên. Dãy núi Xanh là tên được đặt cho cao nguyên được hình thành. Sở dĩ bình nguyên giống dãy núi là do bình nguyên đã bị chia cắt. Các thung lũng và hẻm núi do hoạt động của núi lửa là những yếu tố chính dẫn đến việc phân tách và tạo ra sự xuất hiện của khu vực.
