Ege Denizi'nin bulunduğu saha ve özellikle Batı Anadolu'da faylanmalara yol açan tektonik hareketler Neojen'den (günümüz­den 5 ile 25 milyon yıl öncesi) iti­baren başlıyor. Pliyosen (günü­müzden 2 ile 5 milyon yıl öncesi) esnasında Ege Denizi'nin büyük bir kısmı kara halinde bulunuyor­du. Ancak, kuzeyde Gelibolu Yarı­madası'nın bir bölümü ve Erge­ne'nin bir kısmı göl ortamı halin­deydi. Saroz Körfezi'nden batıya doğru uzanan sığ bir deniz bulun­maktaydı. Güneyde ise deniz, Ro­dos Adası'na kadar sokulmuş, Rodos'tan başka Datça Yarımada­sı üzerinden İstanköy (Kos) Ada­sı'na kadar uzanan alan dahilinde yer yer göl havzaları oluşmaya başlamıştı.

Ege havzasının çökmeye baş­laması yer yer Pliyosen başlarına kadar dayanıyor. Ancak bu olay Pleistosen'de (Günümüzden 1.6 ile 2 milyon yıl öncesi) en şiddetli safhasına ulaşmıştı. Pleistosen boyunca Ege sahasında tektonik olaylara bağlı olarak yer yer yük­selmeler, çökmeler ve faylanma­lar olmuş ve buna bağlı olarak da deniz sahasının yayılışı önemli öl­çüde değişmişti.

Ege Denizi'nin çökme sonucu oluştuğuna dair en güçlü je­omorfolojik kanıt, Anadolu kıyıla­rı boyunca görülen Neojen göl çökellerine yarılmaya ve boşal­maya uğramış depolardır. Ger­çekten de Gediz ve Büyük Men­deres havzaları, Bodrum-Milas ve İzmir-Karaburun arasında Neojen gölünde birikmiş karasal killi, yer yer çakıllı ve kumlu sevi­yeler gösteren karasal tortular bu­lunmaktadır. Pliyosen sonu ve Ku­vaterner (Günümüzden 10 bin yıl ile 1.6 milyon yıl öncesi) başların­dan itibaren, aralarla Ege Deni­zi'nin bulunduğu alanlardaki küt­lelerin faylanmalarla çökmesi sonucunda, Akdeniz'in suları Ege Denizi'nin bulunduğu alana ilerle­miştir. Kara haline gelen Neojen çökelleri üzerindeki akarsular ya­taklarına gömülmeye başlamış ve giderek yarma boğazlar teşekkül etmiştir.