Le Balze si sono formate, così come è accaduto nel Bryce Canyon in Utah, dai sedimenti depositati da un lago nel pliocene e nel pleistocene, lungo circa 20 km, che occupava l'attuale Valdarno. Nel corso dei millenni, quando il lago si è ritirato, i suoi sedimenti sono stati sottoposti ad una continua azione di erosione da parte degli agenti atmosferici che gli hanno modellati fino ad assumere le affascinanti forme conosciute col nome di "Balze".