Образовались озерные котловины водной системы Сайма в результате активных тектонических процессов, образовавших древнюю архейскую Русскую платформу и Балтийский щит. Тектонические разломы в земной коре, образовавшиеся в то геологическое время, были сглажены мощным покровным оледенением. Когда ледник отступил, разломы быстро заполнились талой водой и стали заливами древнего Иольдиевого моря Балтийского бассейна, произошло это около десяти тысяч лет назад.
Обособление бассейна водоемов Сайма от Балтики происходило постепенно, около восьми тысяч лет назад. Вода озер Сайма через долину реки Калайоки текли в Ботнический залив. В результате катастрофического сброса воды из озера Пяйянне по долине Кемийоки через прорыв горной гряды Салпаусселькя и падения уровня водоема, озеро Сайма выделилась в самостоятельный гидрологический бассейн. В течение последующих геологических периодов озерная система Сайма формировала сток через долину Кемийоки.
Обособление бассейна водоемов Сайма от Балтики происходило постепенно, около восьми тысяч лет назад. Вода озер Сайма через долину реки Калайоки текли в Ботнический залив. В результате катастрофического сброса воды из озера Пяйянне по долине Кемийоки через прорыв горной гряды Салпаусселькя и падения уровня водоема, озеро Сайма выделилась в самостоятельный гидрологический бассейн. В течение последующих геологических периодов озерная система Сайма формировала сток через долину Кемийоки.