Um corpo de água significativo (conhecido como Central American Seaway) uma vez separou os continentes da América do Norte e do Sul, permitindo que as águas dos oceanos Pacífico e Atlântico se misturassem livremente. Abaixo da superfície, duas placas da crosta terrestre colidiam lentamente, forçando a Placa Cocos a deslizar sob a Placa do Caribe. A pressão e o calor causados por essa colisão levaram à formação de vulcões subaquáticos, alguns dos quais cresceram o suficiente para formar ilhas. Enquanto isso, o movimento das duas placas tectônicas também empurrava o fundo do mar, eventualmente forçando algumas áreas acima do nível do mar.

Com o tempo, grandes quantidades de sedimentos da América do Norte e do Sul preencheram as lacunas entre as ilhas recém-formadas. Ao longo de milhões de anos, os depósitos de sedimentos foram acrescentados às ilhas até que a lacuna fosse completamente preenchida. Há, no máximo, 4,5 milhões de anos, um istmo se formou entre as Américas do Norte e do Sul. No entanto, um artigo na revista Science afirmou que os cristais de zircão na rocha do Mioceno médio do norte da Colômbia indicavam que há 10 milhões de anos, é provável que, em vez de ilhas, um istmo completo entre os continentes da América do Norte e do Sul já tivesse y formou-se onde o Seaway da América Central estava anteriormente.

As evidências também sugerem que a criação desta massa de terra e o subsequente clima quente e úmido no norte da Europa resultaram na formação de uma grande calota polar ártica e contribuíram à atual idade do gelo. Que correntes quentes podem levar à formação de geleiras pode parecer contra-intuitivo, mas o ar aquecido fluindo sobre a quente corrente do Golfo pode reter mais umidade. O resultado é o aumento da precipitação que contribui para a acumulação de neve.

A formação do istmo do Panamá também desempenhou um papel importante na biodiversidade do planeta. A ponte facilitou a migração de animais e plantas entre os dois continentes. Este evento é conhecido na paleontologia como o Grande Intercâmbio Americano. Por exemplo, na América do Norte, o gambá, o tatu e o porco-espinho remontam aos ancestrais que cruzaram a ponte de terra vindo da América do Sul. Da mesma forma, ursos, gatos, cães, cavalos, lhamas e guaxinins fizeram a jornada para o sul através do istmo.