Les origines de la formation et de la composition des eaux de la Mer Morte sont une véritable énigme pour les scientifiques.
Il y a trois millions d'années, la vallée de la rivière de Jordanie était régulièrement inondée par les eaux de la Mer Rouge. Les eaux formées par les inondations se sont accumulées dans une baie étroite reliée à la mer. A chaque inondation des dépôts de sel se sont formés. Il semblerait que ce soit avec les allées et venues de ces inondations salées que s'est créée peu à peu la Mer Morte.
Le climat de la région est très particulier : le soleil domine toute l'année avec des températures atteignant les 40 degrés celsius en été, d'où l'évaporation excessive des eaux de la Mer Morte. La pression atmosphérique est basse étant donné que la Mer Morte se situe bien en dessous du niveau de la mer (moins 400 mètres) et contient donc beaucoup d'oxygène.
Ce sont les grecs qui ont baptisé la Mer Morte de son nom, en raison de l'absence de toute vie animale ou végétale. La Torah la nomme "La Mer de Sel" ou encore La Mer de la Plaine en raison de sa situation géographique (les plaines du Moab). Les Arabes quand à eux l'appellent la Mer de Loth, à partir de références religieuses.
La Torah raconte que le jour ou Abraham décida de se séparer de Loth, il lui demanda de choisir la région où il aimerait s'établir. Loth choisit alors la région de Sodome, qui était alors un jardin luxuriant et somptueux. Le lac était prolifique, on y pêchait de nombreux poissons de toute sorte et la végétation alentour était dense et abondante. La vie dissolue dont jouissait les habitants de Sodome mis Dieu en colère et il détruit toute la région dans un déluge de souffre et de sel. C'est ainsi que la Mer Morte vit le jour.
La Mer Morte est située sur une zone de forte activité sismique. Il semblerait que la région ait autrefois été secouée par de violents tremblements de terre.
C'est également dans la région que l'on a retrouvé les Manuscrits de la Mer Morte, dans les cavernes de Qumran.