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Durant l’ère du Jurassique, il y a environ 180 millions d’années, de fines particules de boue se sont accumulées au fond d’une mer peu profonde. Durant les millions d’années qui ont suivi, ces dépôts se sont transformés en une argilite pouvant atteindre 150 mètres d’épaisseur, les Argiles à Opalinus.
Durant le plissement du Jura, il y a environ 10 millions d’années, s’est formé le grand pli (l’anticlinal) du Mont Terri. Cet anticlinal a été poussé vers le Nord-ouest par-dessus le Jura tabulaire de l’Ajoie (chevauchement). C’est pourquoi, dans la région du laboratoire souterrain, les couches ont un pendage d’environ 45 degrés vers le Sud-est.