Kuršių nerija yra neatsiejama Baltijos jūros baseino dalis. Šio smėlėto pusiasalio geologinis formavimasis pasižymėjo trumpa bet gausia istorija.
BALTIJOS JŪROS IR KURŠIŲ MARIŲ VYSTYMOSI STADIJOS
Baltijos jūra pradėjo formuotis pasibaigus paskutiniam apledėjimui, kai palaipsniui ištirpo milžiniškas ledynas, dengęs visą Europos žemyną. Šis procesas prasidėjo prieš 18-20 tūkst. metų. Prieš 13 tūkst. metų ledynas galutinai apleido Lietuvą. Jam tirpstant, vanduo pradėjo plūsti į Baltijos jūros dubumą. Taip susiformavo šaltas Baltijos ledyninis ežeras, kuris įvairiais laikotarpiais susijungdavo su Atlanto vandenynu. Šis ežeras egzistavo prieš 13 – 10 tūkst. metų.
Kiek vėliau ledynas pasitraukė nuo vidurio Švedijos žemumos. Susiformavo protaka su Atlanto vandenynu. Vėl užslinkus ledynui, ledyninio ežero lygis pradėjo kilti, o jam pasitraukus – jis nukrito apie 40-50 metrų. Atsivėrė dideli sausumos plotai. Taip susiformavo Joldijos jūra, kuri savo pavadinimą gavo nuo joje gausiai aptinkamu moliuskų – lot.Yoldia arctica. Šios jūros krantai buvo keliasdešimt kilometrų toliau į vakarus nuo dabartinio Lietuvos pajūrio.
Vykstant žemės plutos kompensaciniam pakilimui pietinėje Baltijos jūros baseino dalyje, Joldijos jūra neteko susisiekimo su Atlanto vandenynu. Upės greitai sumažino šio vandens baseino druskingumą ir pakėlė jo lygį. Taip prieš 9 tūkst. metų susiformavo Anciliaus ežeras (pavadinimas kilo nuo moliuskų rūšies lot. Ancylus fluviatilis). Jo nuosėdos išlikusios prie Nidos, 16-18 m. gilumoje. Šioje Baltijos jūros stadijoje klimatas buvo šiltas ir sausas.
Prieš 7,5 tūkst. metų į Anciliaus ežerą įsiveržia druskingas Atlanto vanduo ir susidaro Litorinos jūra (pavadinimas kilo nuo moliuskų rūšies Littorina littoraea). Šios stadijos metu jūros lygis smarkiai svyravo, pradėjo formuotis Kuršių nerija. Jos užuomazgos – moreninis gūbrys, kurio viršūnės buvo Šarkuvos ir Rasytės salos. Tuo metu Sambijos pusiasalis intensyviai ardomas jūros bangų. Susidariusios sąnašos vyraujančių jūros srovių buvo nešamos išilgai kranto šiaurės kryptimi ir kaupiamos ties Šarkuvos ir Rasytės salomis. Auganti Kuršių nerija greitai izoliavo Kuršių marių užuomazgas nuo jūros. Taigi, Kuršių nerijos, o kartu ir Kuršių marių formavimasis prasidėjo maždaug prieš 5 tūkst. metų.
Dabartinės Kuršių nerijos formavimasis prasidėjo į šiaurę nuo Sembos pusiasalio. Užslinkusios kopos užklojo moreninį pagrindą ir pelkę, kurios likučiai žinomi kaip Šentlunkos aukštapelkė. Ties natūralia kliūtimi – Šarkuvos ir Rasytės salomis pradėjo telktis smėlis ir jos susijungė su žemynu. Toliau Kuršių nerijos augimas vyko pietų – šiaurės kryptimi. Tai buvo pakankamai greitas procesas, nes jau prieš 4,5-4 tūkst. m. Kuršių nerija pasiekė dabartinės Juodkrantės vietą. Smėlio perteklius ir vyraujantys vakarų krypties vėjai formavo skersinį Kuršių nerijos reljefą. Pakrantėje susidarę smėlio kauburiai augo ir veikiami vėjų formavo kopas, kurios slinkdamos skersai pusiasalio pasiekė marias ir taip platino neriją. Tuo pačiu pusiasalis traukėsi vakarų-rytų kryptimi. Dabartinė Kuršių nerija yra 1-2 kilometrais arčiau žemyno, nei pirminiai jos krantai. Litorinos jūros vystymosi stadijos pabaigoje Kuršių nerijoje jau buvo susiformavusios parabolinės kopos, gavusios tokį pavadinimą dėl savo formos. Iki šiol visiškai neaišku kaip formuojasi parabolinės kopos ir kaip barchaninės, kurios turi veidrodinius skirtumus. Parabolinių kopų ruožas su sengirės fragmentais yra išlikęs prie Juodkrantės. Šios kopos greitai apaugo mišku ir daugiau nebejudėjo.
Prieš 4 tūkst. metų Baltijos jūra pamažu įgavo dabartinį vaizdą: sumažėjo jos druskingumas, įsivyravo mums įprasti gyvūnai ir augalai. Nuo Juodkrantės iki pat Kopgalio Kuršių nerija formavosi kaip akumuliacinis smėlio ragas, kurį augino vyraujančios pietvakarių jūros srovės. Šioje atkarpoje Kuršių nerija augo žymiai lėčiau ir tik mūsų eros pradžioje pasiekė dabartinį savo ilgį. Tuo pačiu susiformavo Kuršių marių protaka į Baltijos jūrą – Klaipėdos sąsiauris. Tuometinis Kuršių nerijos kraštovaizdis skyrėsi nuo dabartinio. Joje vyravo augalija padengtos parabolinės kopos. Šių kopų aukštis siekdavo 30-40 m, o pavienės viršūnės iškildavo iki 60 ir daugiau metrų virš jūros lygio. Visas paviršius buvo išraižytas kloniais ir gūbriais. Vyravo mišrus miškas, kuriame augo ąžuolai, liepos, guobos, pušys, beržai, alksniai, lazdynai. Kai kur miškas išnykdavo (pavyzdžiui, įvykus gaisrui) ir prasidėdavo pustymai. Ilgainiui medžiai vėl ataugdavo. Tokia gamtos harmonija tęsėsi iki pat XVI amžiaus. Vėliau vis stipriau buvo jaučiama neigiama žmonijos įtaka Kuršių nerijai.