Sanddynene ble dannet av sandforekomster fra Rio Grande og dens sideelver som renner gjennom San Luis Valley. Gjennom tidene har de vestlige vindene plukket opp sandpartikler fra elven og brakt dem videre til østkanten av dalen. Denne prosessen har pågått i minst 10 000 år og sanddynene er langsomt voksende. Vinden endrer også formen på sanddynene daglig.