อ่าวมาหยา เกิดขึ้นด้วยกระบวนการพังทลายของส่วนหนึ่งของเขาหินปูนเป็นหน้าผาที่โอบล้อมที่พังทลายกลายเป็นช่องเปิดขนาดใหญ่เมื่อหลายพันปีก่อน[4] เชื่อมต่อกับทะเลภายนอก น้ำทะเลไหลเวียนเข้าออกได้ดี เกาะหินปูนแห่งนี้ยังตั้งอยู่ห่างชายฝั่งหลายสิบกิโลเมตร ตะกอนที่มาจากอ่าวพังงามีอิทธิพลน้อยมาก น้ำทะเลใสช่วยให้แสงส่องผ่านในระดับเหมาะสม ตัวอ่อนของปะการังที่ล่องลอยอยู่ทั่วบริเวณพากันลงเกาะบนหินที่ทับถมอยู่ กลางอ่าว เมื่อยึดที่มั่นได้ แต่ละตัวสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศแบ่งตัวจากหนึ่งเป็นสอง...สองเป็นสี่ เวลาผ่านไปหลายพันปี แนวปะการังขยายขนาดปกคลุมทั่วอ่าวมาหยา ในเวลาเดียวกับที่ทะเลมีการเปลี่ยนแปลง กระบวนการของธรรมชาติยังเกิดขึ้นบนชายฝั่ง ตะกอนทรายตกทับถมรวมกันกลายเป็นหาด ผลของพืชชายทะเลที่ล่องลอยมากับน้ำบ้าง มาจากสัตว์ต่าง ๆ บ้าง เจริญงอกงามกลายเป็นป่าชายหาดที่กินพื้นที่ตอนในของอ่าวประมาณ 50 ไร่[5]