Қора денгиз бассейни бир неча ўн миллион йиллар муқаддам Қрим, Кавказ ва Анатолия (ҳозирги Туркия ҳудудида)даги Понтий тоғ тизмалари ўртасидаги ер юзасининг туртиб чиқиши натижасида ҳосил бўлган.

Бу бўртик жой Ер ҳобиғининг доимий, то шу кунгача давом этаётган ҳаракатидан пайдо бўлган. Бундай ҳаракатлар тектоник ҳаракатлар деб аталади. Айнан шундай ҳаракатлар бу минтақада содир бўлиб турадиган ҳалокатли зилзилаларга сабаб бўлади. Бундай ҳалокатли зилзилаларнинг энг сўнггиси Арманистонда рўй берган эди.

Тарих давомида Қора денгизнинг кўриниши тектоник жараёнлар ҳамда дунё океани сатҳининг кўтарилиб тушиши оқибатида бир неча марта ўзгарган. Бир вақтлар Қора денгиз Каспий денгизи билан туташиб, улкан кўл ҳосил қилган. Баъзан сувнинг сатҳи кўтарилиб, у ҳатто Ўрта Ер денгизи билан туташган вақтлар ҳам бўлган. Натижада Қора денгиз суви таркибидаги туз миқдори янада ортган.

Бундай ўзгаришларнинг тарихини денгиз тубидаги чўкинди жинслар таркибидан ҳам билиб олса бўлади. Бу жинслар орасида денгиз сувининг шўрланиши оқибатида қирилиб кетган моллюскалар қолдиғини учратиш мумкин.

Қора денгиз сувининг ҳозирги сатҳи бундан, тахминан, 5000 йил аввал пайдо бўлган.