Санторин представляет собой стратовулкан, который образует остров Тира (известный также, как Фера и Санторини). Этот вулкан расположен на стыке двух тектонических плит – Евразийской и Африканской, в зоне с обширной вулканической активностью. Этот вулкан является одним из самых известных и значимых вулканов в человеческой истории, поскольку именно извержение этого вулкана привело к гибели Минойской цивилизации на острове Крит.

Санторини — вероятно, самый экстраординарный остров в Эгейском море, поскольку, фактически этот остров является кальдерой (кратером), кольцом, все еще действующего древнего вулкана. Современный остров фактически имеет форму полумесяца, являясь восточной частью древнего круглого острова. После взрыва 1628 года корка из вулканического пепла, которая сформировалась над прогнутым центром, обрушилась и привела к разрушению острова, а вода заполнила кальдеру, образовав современную гавань Тиры.

Приблизительно два миллиона лет назад остров представлял собой тихий вулкан, до сих пор остатки невулканической почвы могут быть найдены в юго-восточной части существующего острова. Но подводные вулканы начали производить магму и постепенно создавали небольшие острова. Непрерывная вулканическая деятельность привела к созданию горы, которая объединилась с невулканическим островом, образовав один большой остров.
Однако Санторин не единственный вулкан на Санторини. Существуют также и другие вулканические центры: вулкан Акротири, вулкан Тира, вулкан Скарос, посткальдера вулканов Камари, Мегало Воуно, Микро Профитис Илиас и Теразия. Фактически вулкан Санторин образует два небольших лавовых острова в центре Санторини, в Греции – Палия (старый) и Неа (новый) Камени, что означает «сожженный» на греческом языке, и которые являются самыми молодыми участками земли в Восточном Средиземноморье.

Кальдера (комплекс стратовулкана) имеет высоту 329 м. (на кольце кальдеры) / 128 м. (вершина нового щита лавы, Неа Камени). Типичный стиль извержения Санторина: доминирует взрывчатое вещество, с экспансивной деятельностью во время интервалов. Сильные взрывчатые, так называемые извержения Плиния, на Санторине происходят каждые 10-30 тысяч лет.

В настоящее время Санторин является бездействующим вулканом, и вулканизм проявляется главным образом через наличие горячих источников на островах его кальдеры.