La grande dune du pyla est un extraordinaire accident de la nature, aussi insolite qu'inattendu, long de 2700 m et large de 500 m à sa base. Elle résulte de la superposition, au cours des siècles, de 2 grands systèmes dunaires, couverts de forêt, dont les traces paraissent du côté du bassin d'arcachon, dans la succession des sols anciens qui s'échelonnent de -4000 ans au pied de la dune à l'an 1860 au point le plus élevé. Ces anciens sols forestiers et d'autres niveaux témoins de phases marécageuses, portent le nom de paléosols. On distingue ainsi, de la base au sommet du versent occidental de la dune du pyla, 4 paléosols principaux qui permettent de reconstituer la genèse de cet ensemble.

La formation de la dune actuelle, dont la hauteur en un siècle passe de 60 m à 118 m, provient de la destruction d'un énorme banc de sable qui s'étendait au 18e siècle en avant de la côte actuelle et de l'apport constant de ce sable par le vent. La dune actuellement continue de s'alimenter du sable du banc d'arguin par transport éolien, mais la dérive de la Passe d'Entrée principale du bassin d'arcachon vers le sud appauvrit quelque peu cet apport et l'on voit actuellement une nouvelle dune subir le même phénomène et se former aux Gaillouneys.