尼亞加拉瀑布的形成在于不尋常的地質(zhì)構(gòu)造.在尼亞加拉峽谷中,巖石層是接近水平的,每英里僅下降19—22英尺.巖石的頂層由堅(jiān)硬的大理石構(gòu)成,下面則是易被水力侵蝕的松軟的地質(zhì)層.激流能夠從瀑布頂部的懸崖邊緣筆直地飛瀉而下,正是由松軟地層上的那層堅(jiān)硬的大理石地質(zhì)層所起的作用.更新世時(shí)期,巨大的大陸冰川后撤,大理石層暴露出來(lái),被從伊利湖流來(lái)的洪流淹沒(méi),形成了如今的尼亞加拉大瀑布.通過(guò)推算冰川后撤的速度,瀑布至少在7000年前就形成了,最早則有可能是在2.5萬(wàn)年前形成的.
尼亞加拉瀑布及由它沖出來(lái)的尼亞加拉峽谷的形成有著特殊的地質(zhì)條件,瀑布的常年沖蝕,使得石灰?guī)r崖壁不斷坍塌,致使尼亞加拉瀑布逐步向上游方向后退.據(jù)1842～1927年觀測(cè)記錄,平均每年后退1.02米.20世紀(jì)50年代以來(lái),由于美、加兩國(guó)政府耗費(fèi)巨資采取了控制水流、用混凝土加固崖壁等措施,使瀑布后退速度控制在每年不到3厘米.