波浪谷的成因主要與強勁的風力有關。根據張海的推斷，波浪谷的形成與這裡強勁的西北風有著密切的關係。風力作用在紅砂岩上，形成了層層疊疊的紋理。紅砂岩是一種沉積岩，在長期的沉積過程中形成了平行於地面的層理結構。由於四面有山，導致其上面受風力作用較大，而下面的風方向較大，形成了一個螺旋形的風向，旋轉上去，形成了一個強勁的陀螺形。強勁的西北風不斷侵蝕著波浪谷中的山坡、陡崖和峽谷溝壑，從而形成了波浪一樣層層疊疊的紋理。
此外，波浪谷的形成還涉及到數百萬年的風、水和時間的共同作用。波浪谷的岩石是由一億五千萬年前侏羅紀時期就開始沉積的巨大沙丘組成的。在那個時期，這裡的地貌類似於撒哈拉沙漠，沙丘不斷地被一層層浸漬了地下水的紅沙所覆蓋。隨著時間的推移，水中的礦物質將沙凝結成了砂岩，形成了層疊狀的結構。