As baías formam-se através de vários processos geológicos:
- Tectónica de placas: Placas divergentes ou colidindo remodelam a crosta e criam bacias que se tornam baías.
- Erosão glacial: Glaciares esculpem vales e fiordes que se enchem de água do mar quando o gelo recua.
- Mudanças no nível do mar: Derretimento de gelo e soerguimento tectónico podem inundar planícies costeiras, formando enseadas.
- Erosão costeira: Ondas erodem cabos e falésias, criando enseadas que se desenvolvem em baías.
- Subsidência: Afundamento de terra por compactação de sedimentos ou extração de fluidos pode submergir áreas costeiras.
Deposição de sedimentos, forma da costa e orientação moldam ainda mais as baías ao longo de milhões de anos.