地质与地理
大堡礁为大分水岭地区的特殊景观之一 。其北起荆棘岩礁（BrambleCay，大堡礁最北端的岛屿）与巴布亚新几内亚间的托雷斯海峡，南至伊丽特女士岛（LadyElliotIsland，大堡礁最南端的岛屿）与弗雷泽岛（FraserIsland）间的海峡 。荆棘岩礁与伊丽特女士岛的直线距离为1915公里 。其间900多座岛屿，约有600座大陆岛与300座珊瑚岛 。
从新生代开始，原先与南极洲相连的澳大利亚大陆以每年7厘米的速度向北移动 。因板块移动，澳大利亚东部经历了一段陆地抬昇的时期，在昆士兰内陆400公里处形成分水岭 。另外，由于旺盛的火山活动而产生了层状火山、盾状火山及玄武岩流，其中一些坚硬的露头成为高岛（highislands，基本上为火山岛） 。
在珊瑚海盆地形成后，珊瑚开始在此生长，但直到2500万年前，昆士兰北部仍处于温带水域，水温过低而不适合珊瑚生长 。之后，昆士兰移动到热带水域，水温的上升及海水深度的变化都对珊瑚的生长造成相当大的影响 。此时，珊瑚的直径每年可增加1～3厘米，高度每年可增加1～25厘米 。但因珊瑚生长需要阳光，故只分布在水深150米内的水域内 。

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2400万年前，昆士兰到达热带水域，部分珊瑚开始生长，同时，河流对大分水岭山脉的侵蚀作用及堆积作用形成三角洲、远海沉积物及浊积岩，这对珊瑚的生长形成了不利的影响 。1000万年前，海平面下降，这加强了堆积作用 。同时，进入海中的砂石虽会阻碍珊瑚生长，但另一方面，砂石所堆积的地方也成为珊瑚生长的基底 。另外，40万年前，进入间冰期，此区的海水温度上升了4℃左右 。
环境破坏
【世界之最知识|世界上最大最长的珊瑚礁群 澳大利亚大堡礁共有2011公里】气候变化、污染、棘冠海星和渔业是对大堡礁生态系统健康危害最大的因素 。其它的威胁还有海运事故、油外泄和热带气旋 。骨骼侵蚀带是一种发生在骨状珊瑚上的由原生动物Halofolliculinacorallasia引起的疾病，可以感染31种珊瑚 。根据一项美国国家科学院的研究，自从1985年来，大堡礁已经因为上述危害因素损失了超过一半的珊瑚礁，其中三分之二的损失是发生在1998年以后 。一份2016年三月的报告显示，因为海洋暖化引发第三次全球白化事件，导致中北部的珊瑚礁可能全数摧毁，占据大堡礁整体40%以上

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