Il laghetto di Nembia, come il vicino Lago di Molveno, si è formato a seguito di una frana postglaciale che ha sbarrato la valle, impedendo lo scorrimento delle acque.
Originariamente era alimentato dalle acque che scorrevano per via sotterranea, provenienti dal poco distante Lago di Molveno posto 68 m più in quota e distante poco più di un chilometro.