Las islas se formaron hace 5 millones de años como resultado de actividad tectónica en el fondo marino. La actividad volcánica actual aún sigue expandiendo al archipiélago. El archipiélago es uno de los grupos volcánicos más activos del mundo. Muchas de las islas son solamente las puntas de algunos volcanes y muestran un avanzado estado de erosión. Islas como Baltra y North Seymour emergieron del océano por una gran actividad tectónica.

Un estudio realizado en el año 1952 por los historiadores Thor Heyerdahl y Arne Skjolsvold, reveló que se encontraron cerámicas de algunos pueblos (posiblemente Incas), antes de la llegada de los españoles. Sin embargo no se han encontrado tumbas, vasijas y ninguna construcción antigua que revele asentamientos antes de la colonización.

Las islas Galápagos fueron descubiertas por casualidad el 10 de marzo de 1535, cuando el barco del obispo de Panamá Fray Tomás de Berlanga se desvió de su destino a Perú, donde cumpliría un encargo del rey español Carlos V para arbitrar en una disputa entre Francisco Pizarro y sus subordinados tras la conquista del imperio Inca.

Los primeros mapas en incluir las islas fueron realizados por los cartógrafos Abraham Ortelius y Mercator alrededor de 1570. Las islas estaban descritas como «Insulae de los Galopegos» (Islas de las Tortugas).

Las Galápagos fueron utilizadas por piratas ingleses como escondite en sus viajes de pillaje a los galeones españoles que llevaban oro y plata de América hacia España. El primer pirata registrado que visitó las islas fue el inglés Richard Hawkins, en 1593. Desde entonces y hasta 1816 muchos piratas llegaron al archipiélago.

Recién descubiertas las islas se encontraban deshabitadas y los barcos que pasaban junto a su ubicación coincidían cuando el archipiélago era tapado por la niebla. Diversos acontecimientos las llevaron a ser conocidas como las islas Encantadas e incluso algunos navegantes españoles afirmaban que no existían y solo eran espejismos.

La primera misión científica que visitó las Galápagos fue la expedición Malaspina, una expedición española dirigida por Alejandro Malaspina que llegó en 1790. Sin embargo, los registros de la expedición nunca llegaron a ser publicados.

En el siglo XVII se empieza a poblar la zona cuando el navegante James Colnett describe al lugar como unas islas ricas en flora y fauna. Esto atrajo a los primeros colonos, en su mayoría ingleses, con interés por las ballenas, cachalotes, leones marinos y principalmente por los galápagos. El descubrimiento de la grasa de los cachalotes también atrajo a muchos balleneros lo que condujo a que se creara una oficina de correos improvisada, donde los barcos dejaban y recogían cartas. Colnett también dibujó las primeras cartas de navegación de las Galápagos.

En Octubre de 1831 José de Villamil envió una comisión exploradora al archipiélago de las Galápagos a fin de averiguar sobre la existencia de orchilla -planta utilizada en tinturar los tejidos y que se exportaba a Méjico- el 14 de Noviembre constituyó la «Sociedad Colonizadora del Archipiélago de las Galápagos» y denunció como terrenos baldíos a la isla Charles, después denominada Floreana.

El 20 de Enero de 1832 salió una expedición a las Galápagos al mando del Coronel Ignacio Hernández y el Ecuador las anexó el 12 de febrero de 1832 bajo el gobierno del General Juan José Flores, bautizándolas como archipiélago de Colón.