Η Σαντορίνη ανήκει στο ηφαιστειακό τόξο του Αιγαίου και είναι χαρακτηρισμένο ενεργό ηφαίστειο όπως και τα Μέθανα, η Μήλος, η γειτονική Κίμωλος και η Νίσυρος. Τα πρώτα στοιχεία σχετικά με την ηφαιστειακή δραστηριότητα της περιοχής δείχνουν πως υπήρχε 2000 χρόνια πριν. Μέχρι και την μεγαλύτερη πρώτη ιστορικά καταγεγραμμένη έκρηξη το 1500 π.Χ. περίπου δημιουργήθηκαν ηφαιστειακοί κώνοι στην περιοχή και τελικά σχηματίστηκε η νήσος Στρογγύλη, που ονομάστηκε έτσι λόγω του σχήματος της. Η πρώτη έκρηξη του ηφαιστείου στα νεότερα χρόνια έγινε τον 16 αιώνα π.Χ. και ονομάστηκε και Μινωική. Το ύψος της εκσφενδόνισης των ηφαιστειακών υλικών έφτασε τα 40 χλμ. και όλη η ανατολική Μεσόγειος καλύφθηκε από τέφρα.

Ο θάλαμος με τα ηφαιστειακά υλικά άδειασε, κατέρρευσε το βουνό σχηματίζοντας την καλντέρα, το ύψος πια της στεριάς ήταν χαμηλότερο με αυτό της θάλασσας και έτσι γέμισε νερό. Ο αρχαιολόγος Σπύρος Μαρινάτος υποστήριξε πως το παλιρροιακό κύμα που δημιουργήθηκε ήταν υπεύθυνο για την καταστροφή του Μινωικού πολιτισμού. Στις αρχές του 2ου αιώνα π.Χ. σχηματίζεται ένα νησί στην Καλντέρα που ονομάζεται Ιερά. Το 46 μ.Χ. σχηματίζεται ένα νέο νησί που ενώθηκε με το νησί Ιερά και δημιουργεί την σημερινή Παλαιά Καμένη.Το 726 μ.Χ. μια μικρή έκρηξη δημιουργεί ένα κομμάτι στεριάς στο λιμανάκι του Αγίου Νικολάου και κάνει τη περιοχή ακόμα και σήμερα να έχει ζεστά νερά. Αυτή η έκρηξη σύμφωνα με τους μυθολάτρεις έγινε ως προειδοποίηση για τα πιστεύω του Αυτοκράτορα Λέοντα Γ’ του Βυζαντίου ο οποίος ήταν εικονομάχος. Το 1459 μ.Χ. σχηματίζεται ένα μικρό νησί δίπλα στην Παλαιά Καμένη  που για τον επόμενο αιώνα σχηματίζει την Μικρή Καμένη. Το 1650 μ.Χ. γίνεται έκρηξη του υποθαλάσσιου ηφαίστειου Κολούμπο από την οποία δημιουργείται παλιρροιακό κύμα και αέρια που προκαλούν τον θάνατο πολλών ανθρώπων.

Το 1711 μ.Χ. βυθίζονται ακτές της Θήρας και τμήματος της Μικρής Καμένης και δημιουργείται η Νέα Καμένη. Επίσης αναδύεται και το Ασπρονήσι. Την δεκαετία του 1860 υπάρχει μεγάλη ηφαιστειακή δραστηριότητα, ενώνετεαι η Μικρή Καμένη με την Νέα Καμένη και δημιουργούνται νέοι ηφαιστειακοί κρατήρες. Τον 20ο αιώνα υπάρχει αρκετή δραστηριότητα, έκχυση λάβας με σημαντικότερη την πρόσφατη έκρηξη του 1950. Στην Νέα Καμένη σήμερα υπάρχουν επτά κρατήρες, ένας στην Παλαιά Καμένη και ο υποθαλάσσιος κρατήρας Κολούμπος που βρίσκεται κοντά στην Οία.

Σύμφωνα με τους επιστήμονες αυτοί οι κρατήρες βοηθούν στη σταθερότητα της περιοχής καθώς εκτονώνουν τα αέρια του θαλάμου του ηφαιστείου. Ο επισκέπτης σήμερα, με τις θαλάσσιες εκδρομές που οργανώνονται, έχει την δυνατότητα να βρεθεί “κοντά” στους κρατήρες της Νέα Καμένης καθώς και να κάνει μπάνιο στις ακτές της με τα ζεστά και θειούχα νερά, που έχουν πολλές ευεργετικές ιδιότητες.