苏必利尔湖北岸的历史可以追溯到相当久远的年代.在地质年代的早期，岩浆涌出地表而形成由花岗岩组成的加拿大地盾(CanadianShield)，这些古老的花岗岩还可以在湖的北岸观察到。
湖区气候冬寒夏凉，多雾，风力强盛，湖面多波浪。水面季节变幅为40-60厘米，冬季水位较低，夏季较高。水温较低，夏季中部水面温度一般不超过4℃。冬季湖岸带封冰，全年可航期一般约6-7个月，湖中主要岛屿有罗亚尔岛(美国国家公园之一)、阿波斯特尔群岛、米奇皮科滕岛和圣伊尼亚斯岛。
苏必利尔湖湖盆主要由冰川刨蚀而成。第四纪冰期时，苏必利尔湖湖地区接近拉布拉多和基瓦丁大陆冰川中心，冰盖厚米，侵蚀力极强，原有低洼谷地的软弱岩层逐渐受到冰川的刨蚀，扩大而成今日的湖盆。
岩浆注入沉积层之间，形成了辉绿岩岩床.这个坚硬的辉绿岩岩床使得沉积层下降，形成了桑德贝地区的平坦台地。紫水晶在一些由北美中大陆张裂所造成的洞穴中形成，所以在桑德贝地区有几个紫水晶矿区。
在冰河时期时，厚达2千米的冰覆盖这个区域，所看到的陆地的轮廓是被移动或后退的冰棚切割出来的。冰棚后退后留下了砾石，沙，泥土与卵石的沉积物，由冰川刨蚀而成。
因为苏必利尔湖的大小，所以附近为局部的海洋性气候，更典型的例子可以在新斯科细亚见到.湖面对于温度的改变产生缓慢的反应，在年左右温度的季节变化位于0-13°C之间，帮助舒缓夏季与冬季时附近的空气温度，而且在比较寒冷的月分会产生湖泊效应降雪(Lake-effectsnow)。
