Naica est située sur une ancienne faille, et une chambre de magma chauffe la grotte. Les eaux chaudes souterraines sont ainsi devenues saturées en éléments chimiques rendant propice la croissance minérale. Ces conditions extrêmes expliquent la formation de ces cristaux géants. Ainsi la grotte était inondée par les eaux de rivières thermales très chaudes (environ 50 degrés Celsius) et l’exploitation de la mine a nécessité le pompage de l’eau.
La chaleur qui règne dans cette grotte a permis à des éléments chimiques, comme le calcium et le soufre de se combiner et donc de donner naissance à ces magnifiques cristaux. Les cristaux de gypse de Naica sont ainsi les plus grands du monde, le plus long atteint 11,4 mètres.
On estime que la formation des cristaux de gypse a commencé il y a environ 600 000 ans, et s’est interrompue il y a environ 30 ans quand l’eau a été pompée (on pompe 1 000 litres d’eau à 56 °C à la seconde à Naica) pour exploiter la mine. Dès que l’exploitation minière s’arrêtera, les pompes seront coupées et la grotte sera de nouveau envahie d’eau et la croissance des cristaux reprendra.
L’équipe italienne d’Anna Maria Mercuri a retrouvé des pollens vieux de 30 000 ans dans des bulles incluses dans les cristaux de gypse. Ces pollens sont venus de la surface par les eaux d’infiltration et suggèrent qu’à cette époque la flore de surface était toute différente du désert actuel.
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