Sedona-området lå på havbunden for 330 millioner år siden, og skaller af havdyr dannede et lag kalksten, der ligger bag området i dag, kaldet Redwall kalksten på grund af sin farve, resultatet af jernoxid deponeret i klipperne af vand senere epoker. Supai-gruppen af rød sandsten, der blev deponeret, da området var en flodslette for omkring 300 millioner år siden, sidder oven på Redwall-formationen til en dybde på ca. 600 fod. Dertil kommer et lag kaldet Eremitformationen, omkring 280 millioner år gammelt, lavet af sandsten, muddersten og konglomerat.
Oven på eremitformationen er der et lag, der for 270 millioner år siden var kystklitter og nu er rød sandsten op til 700 fod tyk steder. Yderligere to lag sandsten blev derefter dækket af et lag kalksten, der blev lagt, da havet vendte tilbage for ca. 255 millioner år siden og er kendt som Kaibab-formationen.
Den såkaldte Laramide-orogony - en runde af bjergbygning, der skabte Rocky Mountains mellem 80 millioner og 35 for millioner år siden - løftede Sedona-området og forårsagede revner, der gav kanaler til vand, der strømmer fra det nye bjerge. Vanderosion udvidede revnerne i brede dale og efterlod kun øer i de oprindelige lag over eremitten Dannelse i form af de røde butte, spir og tårne, der nu omgiver Sedona som tavse vagtpost fra en fjerntliggende forbi.