Geologia thumb|Archipelag Florida Keys uformował się na skraju Półwyspu Florydzkiego Florida Keys to odsłonięte fragmenty dawnej rafy koralowej. Najdalej wysuniętą na północ wyspą archipelagu jest Elliott Key – znajduje się w parku narodowym Biscayne. Na północ od Elliott Key znajduje się kilka małych wysepek zbudowanych z piasku. Na północ od nich znajduje się wyspa Key Biscayne oraz grupa wysp barierowych również powstałych z piaskuU.S. National Park Service..
Archipelag Florida Keys przyjął obecny kształt w wyniku drastycznych zmian w poziomie morza związanych z ostatnimi zlodowaceń i epokami lodowcowymi.
Około 130 tys. lat temu w interglacjale eemskim (ang. Sangamonian Stage) poziom morza podniósł się o około 7,5 m powyżej obecnego poziomu wód, przez co cała południowa część Florydy została zalana przez ocean. Wzdłuż krawędzi zanurzonego Płaskowyżu Florydzkiego utworzyła się rafa koralowa ciągnąca się na zachód od obecnego Miami aż do obecnego archipelagu Dry Tortugas. Na powierzchni wyspy Key Largo będącej odkrytym fragmentem rafy można znaleźć wapień. Około 100 tys. lat temu, po rozpoczęciu się zlodowacenia Wisconsin obniżył się poziom mórz, jednocześnie odsłaniając rafę koralową i osady morskie. 15 tys.