长白山是一座历史悠久，气势雄伟，景色秀美的高大火山体，它像无形的化石记录了人类活动的脚印和历史变迁的痕迹，历史上只能上溯带6亿年前，那时候长白山地区曾是汪洋大海，经过漫长岁月无数次的造山运动，地壳变迁，地下流出的玄武岩浆，沿着地裂的缝隙，大量喷出地面，于是出现了沧海变大山的局面。最后长白山还经历了火山爆发和冰川的雕塑，形成今天的地貌景观。
在距今约3000万年前，即第三纪的时候，地球进入了一个新的活动时期，即地质学上所说的喜马拉雅造山运动。在大约2500万年的时间里，长白山地区经历了4次火山喷发活动，玄武岩浆从上地幔出发，沿着地壳中的巨大裂隙不断上涌，以巨大的能量喷出地表(地质学上称为裂隙式火山喷发)。携有强大冲击力的岩浆，将原来的岩石及岩浆中先期凝固的岩块及火山灰、水蒸气等喷向空中，然后在重力和风力的作用下降落到火山口周围或一侧，堆积成各种火山地貌。由于玄武岩浆粘度较小，在地表的流动速度较快，流淌的距离较远，所以形成了广阔的玄武岩台地。长白山区沿北西方向分布的南岗山脉，长虹岭及影壁山等长白山主峰的基底均为此期形成的玄武岩台地。
在火山喷发之前，长白山的地表大体上还是比较平坦的，距今277万年前，以长白山为中心，地壳出现了极大的缝隙，导致最早的火山喷发，形成了玄武熔岩台地，这就是现在的长白山熔岩台地和白茂熔岩台地，熔岩的厚度为50-300米，面积达1.5万平方公里，当时，长白山因为有熔岩喷口，所有位于高度高于其它地方的盾状台地的顶端，后来，火山活动一度中断，在58万年前又出现第二次火山喷发以致黏度较强的碱性粗面岩在长白山的中心附近堆积起来，岩层的总厚度在896.78米以上，距今约44万年前，第三次火山喷发依然是黏度较强的碱性粗面岩，因此难以远移，只能在原有粗面岩新堆积起来，岩层的厚度达到111米，距今21万年前，发生了第四次火山喷发，碱性粗面岩又一次堆积，厚度为196米，在那次火山喷发活动的末期，经火山口沉陷而形成了天池。
在距今约60万年至1500万年(第四纪中-晚更新世)期间，长白山区又经历了一个地壳活动的时期，地质上称为白头山期。这个时期发生了4次火山爆发，爆发方式以中心式为特点，地下岩浆沿着深断裂的交汇处形成 的筒形通道上涌，在地表构成了火山锥体地貌景观。
喷发历史
第一次火山喷发形成的距今60万年左右的喷出物构成了长白山火山锥体底板;第二次火山喷发在距今40-30万年左右，此次喷发持续时间较长，岩层分布面积广 ，厚度大;第三次火山 喷发在距今20-10万年左右，最后完成了长白山火山锥体形态;第四次喷发大约在距今8万年左右，以小规模火山活动为主，熔岩流覆盖在火山锥体某些部位之上。至此，长白山主峰形成了。
在以上4次火山活动中，每一次喷出的火山物质都使火山增高200米以上。同时，在主火山口周围，还形成了一些小的寄生火山口。此后，长白山进入相对稳定时期。
在距今11000-15000年(第四纪全新世期间)，火山再次复活，喷出了大量的灰白-淡黄色浮岩，局部厚度达60米。这次猛烈的火山爆发，使火山锥顶部崩破塌陷，形成了漏斗状火山口。当火山喷发强度及熔岩温度逐渐降低时，熔浆在火山通道内逐渐冷凝并堵塞火山通道。在火山作用停止后，火山口内接受大气降水和地下水的不断补给，逐渐蓄水成湖，形成火山口湖。这就是闻名遐迩的长白山天池。
长白山火山口湖的周围，群峰屹立，其中超过2500米的山峰就有16座，其他山峰高度均在2300米以上。山顶部几乎全由距今12000年前后喷发的火山灰和淡黄色浮岩所组成。山峰陡峭嵯峨，挺拔峻秀，如莲花、似竹笋，十分壮观，与天池碧水交相辉映，美不胜收。
当长白山主体形成后，该区进入了火山爆发的间歇期，地壳运动相对稳定。但是，在地质历史的长河中(地球形成距今至少有46亿年，长白山区的地壳演化也进行了约32亿年)，长白山的地质演化历史只是短短的一瞬间。长白山火山爆发的历史就更加短暂了，但至今还没有死去，只是处于休眠状态，称为休眠火山。据史料记载，自1597年以来，长白山火山曾有过三次小规模的间歇式活动。
第一次喷发是在1597年8月26日(明万历二十五年)。据目击者记载，当时有“放炮之声，仰见则烟气张天，大如数搂之石，随烟折出，飞过大山后不知去处”。
第二次喷发是在1668年(清康熙七年)，长白山区下了一场“雨灰”(即火山灰)。
第三次喷发是在1702年4月14日(清康熙四十一年)。据史料记载：“午时，天地忽然晦螟，时或赤黄，有同烟焰，腥臭满室，若在烘炉中，人不堪重热。四更后消止，而至朝视之，则遍野雨灰，恰似焚蛤壳者”，“同月同日，稍晚后，烟雾云气，忽自西北，地昏暗，腥臭袭人之衣裙”。又据《长白山江冈志略》记载，长白山附近有“炭崖”，“崖底出木炭甚多，猎者每拾以为炊，土人因其出于地中，故以神炭呼之，...过此拾有数块，燃之以烤鹿脯，与寻常木炭无异。但以两丈深之土崖，能产木炭，大者拱把(两手合围-作者注)，小者一握。”经地质工作者考证，这些木炭是由于这次火山喷发时高温的熔浆将树木烘烤、燃烧炭化的结果。
长白山火山目前处于休眠期。在海拔两千多米的山上，有多处温泉不断从地下溢出，这说明，地下仍孕育着巨大的能量。据近代地震观测， 长白山区地壳相对稳定。 长白山目前尚无火山喷发的征兆。