Les dépôts sédimentaires d’Hengistbury Head datent d’environ 60 million d’années. Ils se sont formés sous une mer sub-tropicale. À l’époque, la chaîne des Alpes se formait et les dinosaures étaient  en voie d'extinction. Les sables de Boscombe forment la couche visible la plus basse d’Hengistbury Head. Leur couleur varie du chamois au marron violacé. Les couches de silex noirs naturellement polis suggèrent que les courants et les marées y étaient assez forts pour les déplacer et les déposer. On trouve des plantes fossilisées dans cette couche stratigraphique, mais aucun fossile animal. Au-dessus de ce niveau se trouve une couche de galets noirs. Séparée de la couche la plus basse d’Hengistbury Head, elle est formée d’argiles sableuses de couleur vert olive et contient des restes de plantes typiques d'un grand marécage sub-tropical.Au-dessus, la couche supérieure d’Hengistbury Head contient des sédiments facilement reconnaissables qui sont constitués par des roches de minerai de fer. Ces roches se sont formées dans l'eau stagnante d'un très grand estuaire de rivière et se sont plus tard agglomérées dans la couche supérieure de la stratigraphie d’Hengistbury Head. Après la formation d’Hengistbury Head, la mer s’est retirée en laissant un dépôt de sables blancs et jaunes, que nous appelons maintenant les sables de Highcliffe.  Il y a environ 2 millions d’années une période glaciaire a commencé suite à des changements climatiques. Le niveau de la mer a régressé forçant les  rivières à se frayer un passage à travers les vallées. Celles-ci ont creusé des terraces naturelles de chaque côté d’Hengistbury Head. On peut voir trois de ces terrasses, formées de graviers et de sable, à Hengistbury Head. La plus visible se trouve au-dessus de la colline de Warren (Warren Hill).