Østersøen er tilblivelseshistorisk set et meget ungt hav, som først blev dannet efter smeltning af kæmpemæssige gletsjere i slutningen af den seneste istid (Weichsel-istiden) for ca. 12.000 år siden. Dengang opstod formen og strukturen på den nuværende Østersø ved samspil mellem hævninger og sænkninger af landmasserne – betinget af gletsjernes smeltning og skabelse. Der opstod også skiftende saltindhold, fra fersk til salt og igen til fersk, på grund af de derved betingede hævninger og sænkninger af havvandspejlet. I dag er Østersøen et brakvandshav, og nærmere bestemt det største på jorden! Brakvand er, forenklet sagt, fortyndet havvand.

Østersøens forskellige udviklingsstadier har fået navne, som svarer til de dyrearter, som var dominerende i den pågældende epoke:

I dens første (ferske) stadium hed Østersøen "Det Baltiske Isreservoir". På denne tid smeltede gletsjervandet og samlede sig i en stor fordybning, som gletsjerens vægt havde trykt i jorden.

Det andet (salte) stadium hedder "Yoldiahavet".  Det blev opkaldt efter muslingerne yoldia arctica, som var indvandret gennem den nyligt opståede forbindelse til Nordsøen.

Det tredje (igen ferske) stadium blev opkaldt efter ferskvandssneglen ancylus fluviatilis "Ancylushavet". Saltindholdet var igen aftaget, efter forbindelsen til Nordsøen var blevet afbrudt af landhævninger. Denne landhævning blev forårsaget af opståen af det skandinaviske fastland.

Det sidste stadium af nutidens Østersø betegnes som "Littorinahavet". Den store strandsnegl littorina littorea, som også i dag er vidt udbredt, er ansvarlig for denne navngivning. En yderligere stigning i havoverfladen i samspil med bevægelser af jordoverfladen førte til oversvømmelse af de sidste barrierer og forbandt igen den nuværende Østersø med Nordsøen.

Denne proces med hævninger og sænkninger fortsætter stadig. Efter det tunge ispanser over Skandinavien var smeltet, begyndte landet, befriet fra isbelastningen, at hæve sig, og denne hævning af landet varer stadig ved. Da Østersøen kun er forbundet med Nordsøen via det meget flade område på de danske øer, kan man formode, at forbindelsen til Nordsøen på et eller andet tidspunkt vil lukke sig igen. Så bliver vores Østersø sikkert igen til et ferskvandshav – i det mindste forbigående.