În urmă cu aproximativ 300 până la 200 de milioane de ani, regiunea de azi a Meteorelor era acoperită de ape, de așa-numitul ocean al Pindului. Pe fundul acestuia erau activi pe atunci patru vulcani. Ca urmare a erupțiilor repetate, survenite acum aproximativ 84 de milioane de ani, oceanul Pindului a dispărut pentru totdeauna.
Mai apoi, în urma mișcărilor tectonice, regiunea s-a transformat într-un imens bazin, cunoscut sub numele de Bazinul Mesoelenic, care se întindea din zona Albaniei de azi și până spre sud, în dreptul localității Kalambaka.
Acum 20 de milioane de ani, prin procesul de diageneză, sedimentele depuse în diferite straturi pe fundul apei, lutite, siltite, arenite etc., au devenit materia primă din care s-au format mai târziu stâncile de la Meteora. Ele sunt organizate în straturi succesive, care se disting de la depărtare ca strieri paralele.
În urmă cu cinci milioane de ani, fundul bazinului (câmpia de azi a Tesaliei) s-a prăbușit, marginile acestuia ridicându-se și formând stâncile de la Meteora, așa cum le vedem astăzi. Mai apoi, acestea au fost supuse tot mai mult procesului de eroziune al ploilor și al apelor curgătoare, rezultatul fiind apariția, printre formațiunile stâncoase, a unor văi înguste. Și eroziunea eoliană a jucat un anumit rol, neînsemnat, totuși, în morfologia de azi a stâncilor de la Meteora. Așa au apărut, însă, scobiturile din stânci, grotele.
Înfățișarea de astăzi, Meteorele și-au dobândit-o în urmă cu aproximativ 10 sau 20 de mii de ani. Procesul de eroziune nu este, însă, unul încheiat, continuând, ce-i drept, într-un ritm scăzut, dar care modifică continuu înfățișarea stâncilor.
