Das Auftreten des Elbsandsteins und damit des Elbsandsteingebirges steht im Zusammenhang mit den großräumigen Ablagerungen eines ehemaligen Meeres in der Oberkreide. Auf sächsischer Seite spricht man von der Elbtalkreide, die sich auf einem Gebiet zwischen Meißen-Oberau im Nordwesten über Dresden und Pirna bis in die Sächsische Schweiz erstreckt und in Form von Sandsteinen, Plänern und weiteren Gesteinen sowie an ihrer Basis mit Grundschottern (Basalkonglomerate) älterer Herkunft auftritt. Einige Erosionsrelikte zwischen Reinhardtsgrimma über Dippoldiswalde und Tharandter Wald bis Siebenlehn bilden südlich von Dresden isolierte Vorkommen. Sie sind hauptsächlich durch Sandsteine gekennzeichnet. Auf böhmischer Seite setzten sich die Sandsteinablagerungen fort und stellen einen Teil der Nordböhmischen Kreide dar. Die Kreidesedimente des Zittauer Beckens werden auf Grund ihrer regionalgeologischen Zusammenhänge der Nordböhmischen Kreide zugeordnet. Die Sedimentabfolgen aus dem Kreidemeer lassen sich in weiteren Landschaftsräumen Tschechiens bis nach Mähren verfolgen. Zusammen bilden diese Ablagerungen die Sächsisch-Böhmische Kreidezone. In der tschechischen Geologie wird die Elbtalkreide als ein Ausläufer des Böhmischen Kreidebeckens beschrieben.