伊萨卡崃谷的形成原因有两种假设。第一个是因为土卫三内部的液态水海洋凝固，造成土卫三膨胀使土卫三外壳为了调整增加的体积而破裂。在土卫三内部海洋凝固前形成的撞击坑可能会因此全部被破坏而消失。土卫三表面的海洋可能在太阳系早期因为土卫四和土卫三之间2:3的轨道共振而存在。共振可能造成轨道离心率变化和潮汐加速造成的潮汐加热，使土卫三内部温度够高足以形成海洋。在卫星的轨道共振消失后，卫星海洋的冻结造成额外应力，因此形成伊萨卡崃谷。另一个假设则是伊萨卡崃谷和位于崃谷一端附近的巨大撞击坑奥德修斯撞击坑同时形成。当形