Hace cuarenta millones de años los primeros relieves del territorio regional surgen tímidamente del fondo marino.
En el Mioceno (20 ma) tiene lugar la etapa más intensa del plegamiento que dará origen a los grandes relieves de la Región de Murcia. En la costa afloran rocas metamórficas transformadas por las enormes presiones del choque continental. Una placa atrapada entre África y Europa se funde durante la subducción y surgen las primeras manifestaciones volcánicas de la Región de Murcia.
Una fuerte transgresión marina inunda el centro y sur del territorio y un rosario de islas se encuentran separadas por estrechos cañones submarinos. Relieves y montañas hoy inexistentes fueron desapareciendo por efecto de la erosión y sus materiales colmatando los fondos marinos próximos de las cuencas de Alhama, Torre Pacheco y San Pedro.
Ocho millones de años atrás las islas permanecen rodeadas por un mar tropical donde crecen arrecifes de coral y nada el Carcharodón Megalodón, el tiburón más grande que haya existido jamás. En este periodo habitan en la Región tortugas gigantes, jirafas, cocodrilos y palmeras cuyos restos fósiles aparecen hoy en los yacimientos del Puerto de la Cadena.
Hacia el final del Mioceno se produce la basculación de todo el Sureste. Este movimiento de la placa provoca el hundimiento de las cuencas marinas y la elevación del noroeste. El proceso de erosión y sedimentación durante millones de años colmata las zonas poco profundas hasta definir una bahía en el extremo sureste, testimonio de un mar en retirada.
Durante los últimos 3 millones de años el clima húmedo y frío del Cuaternario favorece la erosión de los relieves principales formando depósitos de poca pendiente y gran extensión como el Campo de Cartagena, colmatando progresivamente el gran golfo del Sureste. En este mar apenas emergen pequeños relieves de origen volcánico pero serán fundamentales en el proceso de formación de la Manga.
En mar abierto, los sedimentos procedentes de la desembocadura del río Segura se desplazan hacia el sur, transportados por la corriente dominante. Una flecha de arena comienza el cierre de la bahía. Crece sustentada en los últimos afloramientos volcánicos y al abrigo de la isla Grosa, que protege los depósitos arenosos de fuertes temporales. Más al sur, pequeñas barras de sedimentos continúan su formación.
Se completa el cordón de 20 Km. de longitud apoyado sobre la plataforma de Cabo de Palos. Diversas elevaciones y descensos del nivel del mar consolidan la barra y se forma definitivamente el Mar Menor.
