在亿万年以来的地质历史上，长白山地区经历了苍海桑田的变迁。最初，这里被海水淹没。到处是一片汪洋大海，后来由于地壳的上升，海水退出，地表重新露出水面，在阳光、雨水和气候变化等外力作用下，地面岩石遭受风化和破坏，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。