La Corniche basque révèle une histoire géologique riche, marquée par l'accumulation de sédiments marins appelés flysch, déposés entre -90 et -60 millions d’années par des avalanches sous-marines en bordure du talus continental. Ces couches alternées de grès et de schiste, initialement horizontales, ont été redressées et plissées sous l’effet de la formation des Pyrénées, créant des structures visibles comme le pli en genou ou le pli de la baleine.

L’érosion marine et l’infiltration de l’eau de pluie fragilisent les falaises, provoquant un recul du littoral estimé entre 20 et 50 mètres en deux siècles. Cette dynamique géologique a des conséquences directes sur les constructions humaines, notamment par l’instabilité des sols côtiers et l’abandon de certaines infrastructures.

Des éléments géologiques majeurs complètent ce paysage : la couche K-Pg marquant l’extinction des dinosaures, les reliefs inversés du massif de la Rhune, les conglomérats fluviaux du Permien, et un karst sous-marin fossile au large de Saint-Jean-de-Luz. Ces formations offrent un accès unique à l’évolution des environnements océaniques, tectoniques et climatiques à l’échelle des temps géologiques.