El massís de Montserrat es va començar a formar durant el Terciari, ara fa uns 60 milions d'anys. En aquesta època van tenir lloc els moviments alpins que a Catalunya van fer aparèixer el massís Catalano-balear, que s'estenia per on ara hi ha la conca mediterrània i els Pirineus. Als seus peus es formà un gran golf o conca sedimentària, que ocupava bona part de l'interior de Catalunya i s'estenia fins a l'Empordà. Des d'aquestes muntanyes baixaven rius molt potents que transportaven pedres, sorra, argiles, etc., que quedaven dipositades a les vores del mar. Un d'aquests cursos fluvials tenia el seu delta en el lloc on ara hi ha Montserrat. Al mateix temps tenia lloc un fenomen paral·lel de cimentació que va unir els còdols i les sorres, mitjançant un material calcari que actuà com si fos ciment, i va donar lloc als conglomerats montserratins. Els successius moviments orogènics van afectar aquests sediments, que quedaren fracturats per nombroses esquerdes o diàclasis. Al llarg dels darrers 13 milions d'anys, l'aigua ha erosionat els materials més febles (argiles i margues), ha dissolt el ciment calcari, ha desintegrat els còdols i les sorres i ha llimat les roques fins a donar-los la seva fesomia actual. També s'ha filtrat per les diàclasis fins a obrir interessants cavitats internes, com els abundants avencs i coves. Per Decret 24-4-1975, la zona muntanyosa de Montserrat va ser declarada paisatge pintoresc.
