Các hoạt động địa chất diễn ra hơn hàng trăm triệu năm tạo ra sự tập trung vàng ở California. Chỉ khi vàng được tập trung thì việc khai thác mới mang lại giá trị kinh tế.

Cách đây khoảng 400 triệu năm, California nằm ở đáy của một biển lớn; các núi lửa dưới đáy biển làm lắng đọng dung nham và các khoáng vật (gồm cả vàng) ở đáy biển. Cách đây 200 triệu năm, lực kiến tạo đã đẩy đáy biển xuống bên dưới mảng Bắc Mỹ.[140] Khi nó bị nhấn chìm hay hút chìm bên dưới vị trí California ngày nay, đáy biển bị nóng chảy thành các khối mácma rất lớn. Khối mácma nóng này bị đẩy dâng lên bên dưới khu vực mà ngày nay là California, nó nguội dần khi dâng lên,[141] và khi bị hóa rắn, các mạch vàng hình thành cùng với thạch anh.[141][142] Các đá và khoáng vật này sau đó bị lộ ra trên bề mặt ở Sierra Nevada,[143] và bị bóc mòn. Nước mang vàng bị lộ trên bề mặt xuống các dòng suối và lắng đọng trong các lớp cuội ở những vùng nước yên tĩnh dọc theo các bờ sông và suối.[144] 49 người đầu tiên tập trung khai thác các loại vàng này, chúng được tích tụ trong các lớ cuội hàng trăm triệu năm do hoạt động địa chất.[145][146]