In termini geologici, le montagne della Sierra Nevada sono una catena montuosa giovane. Le basi per queste montagne è stata presentata durante l'età dei dinosauri, ma le montagne odierna si sono sviluppati soltanto durante gli ultimi 5 milioni di anni. Il movimento delle placche nella crosta terrestre e i ghiacciai ha causato l'attività geologica che formano questi picchi.
Vulcani
Le montagne della Sierra Nevada è aumentato da rocce granitiche che formano da eruzioni vulcaniche durante l'Era Mesozoica, periodo di tempo che durò 250 a 65 milioni di anni fa. Magma alzò attraverso la roccia più vecchia, Paleozoico e raffreddato sotto la superficie per formare un massiccio, singolo pezzo di roccia granitica incorporato.
Erosione
Circa 80 milioni anni fa, durante il tardo periodo Cretaceo, lo strato di roccia sedimentaria che copriva la roccia granitica ha cominciato a corrodere. Milioni di anni di erosione portavano via la roccia di superficie per esporre la roccia granitica, più giovane sotto.
Movimento di crosta
Movimento di crosta formata il bacino ad est la catena montuosa circa 20 milioni anni fa. Meno di 5 milioni anni fa, l'area del bacino è sceso e range area ad ovest del bacino ha cominciato a salire. Lato est della gamma è aumentato ripidamente dal bacino mentre il lato ovest aumentato gradualmente.
Era glaciale
Ghiacciai formano negli altopiani delle montagne della Sierra Nevada durante il Pleistocene, circa 2 milioni di anni fa. Come i ghiacciai si trasferì a valle che hanno intagliato valli a forma di U. Le ripide scogliere del Parco nazionale di Yosemite sono la prova di movimento glaciale passato attraverso le montagne della Sierra Nevada.