Il Bacino del Sebino, come entità geologica, è presente dall'inizio del Giurassico (periodo geologico iniziato verso i 195-190 milioni di anni fa) quando una tettonica distensiva divise il Bacino Lombardo in zone di alto e basso strutturali; tra queste si collocano l'"Alto di Botticino" e l'"Alto di Monte Cavallo" che delimitano rispettivamente ad Ovest e ad Est il Bacino del Sebino. In questo periodo si ebbe la depressione della Dolomia con condizioni di mare basso; successivamente, durante i periodi Sinemuriano-Pliensbachiano, si verificò un approfondimento della depressione con deposizione di formazioni geologiche denominate "Gruppo del Medolo" seguite, nel periodo Toarciano, dalla formazione di Concesio. Dopo una fase di emersione (durata circa 20 milioni di anni) si verificò un ulteriore incunearsi del bacino con deposizione del Selcifero Lombardo segnato da una fase trasgressiva che coinvolse, più in generale, tutto il bacino Lombardo.

Il Cretaceo (iniziato 113 milioni di anni fa) è contraddistinto dalla fase di chiusura della Tetide con il corrugamento alpino. Mentre la Maiolica (calcari compatti di colore biancastro, marne, ecc.) è indice di calma orogenetica, le successive formazioni testimoniano come la zona fosse sottoposta a intensi afflussi torbiditici provenienti da Nord-Est alternati ad episodi di sedimentazione continentale (Marne del Bruntino, Sass de la luna, Formazione di Pontida); solo con la deposizione della Scaglia si ha la ripresa di una sedimentazione tipica di ambienti di mare aperto (pelagica). Nel Messiniano, circa 6 milioni di anni fa, tutta l'area del Mediterraneo venne interessata da un fenomeno di essicazione a causa dei mancati apporti marini dell'Atlantico; di conseguenza anche il Bacino Padano, come pure il Bacino del Sebino, subì la stessa sorte. Il protrarsi della situazione causò ulteriore escavazione delle vallate laterali, nel nostro caso la Valle Camonica, che acquisirono la classica forma a "U", grazie all'avanzata del ghiaccio camuno ed alla lenta erosione prodotta dal fiume Oglio e dai torrenti che scorrono lungo le valli ad esso attigue. Anche i depositi fluvio-glaciali, che appartengono alla storia geologica recente, contribuirono alla formazione del Bacino del Sebino.

Il Lago d'Iseo, adagiato in una conca d'origine glaciale offre un microclima tipico dei laghi alpini (mite e ventilato) inseribile nel più ampio clima di transizione dal Padano all'Alpino.