Uluru, které se případně říká také Ayer's Rock, však ve skutečnosti horou není. Jedná se o vrásněním vyzdviženou trosku původně souvislého pískovcového podloží se slepenci kambrického stáří.
Stejné horniny tvoří také nedaleké pohoří Mount Olgas. Materiál tvořící dnes tyto kopce je bývalou říční usazeninou, která zde byla nahromaděna asi před 550 mil. roky do jihozápadní části rozlehlé Amadeovy pánve (Amadeus Basin) pravděpodobně několika řekami od jihozápadu.
Původně plošně uložené vrstvy nánosů byly později tektonickými pochody vyzdviženy, takže dnešní úklon je velice strmý. Červená barva sedimentů je způsobena oxidem železa v pouštním klimatu.
Působením vody a větru, střídáním teplot a dalších erozívních vlivů byl skalní masiv vymodelován do dnešního tvaru. Hora má průměr asi 3 km, obvod 12 km. Na povrchu vznikají zvětralinové krusty bohaté na železo a křemitou hmotu (ferikrusty a silikrusty). Erozí vznikly převisy, polojeskyně a jeskyně a skoro svislé skalní stěny i okrouhlé jámy na temeni hory, které jsou často vyplněné dešťovou vodou.
V okolí je poměrně vysoko hladina spodní vody, což umožnilo australským domorodcům, zejména příslušníkům kmene Aranda v této krajině žít. V jeskyních a na skalních stěnách pod převisy se nacházejí jejich kresby. Hora pro ně byla kultovním místem, opředeným bájemi.
Bájná hora duchů
Legenda říká, že na samém počátku světa, v čase Snů, kdy nebylo světla, lidí ani zvířat, chodili širou zemí mocní duchové – tvůrci, duchové snů a velkých činů.
Jedním z duchů snící svůj příběh byl Duhový had plující nebem nad nedozírnými pláněmi světa. Na tomto místě upustil své obří vejce, a to osamoceno a vydáno na pospas věků zkamenělo a stalo se sídlem duchů pouště, bouřek, blesků a větru. Duhový had se však často vrací a pláče nad ztraceným vejcem. Jeho slzy se mění v prudké deště a jeho žal v klikatící se blesky bičující vrchol hory. Pravdou je to, že nad horou Uluru jsou mnohem častější lokální srážky nežli v celé této oblasti.
