El parque nacional es producto de grandes deslizamientos de tierras a través de múltiples erupciones volcánicas acaecidas a lo largo de los siglos. La geología del parque queda conformada por un extraordinario circo de más de 8 kilómetros de diámetro con forma de caldera de la que toma su nombre. Desde las cumbres, como el Roque de los Muchachos o La Cumbrecita, al fondo de la Caldera, el agua siempre presente se precipita en multitud de arroyos y cascadas, a lo largo de un desnivel que llega en ocasiones a los 2.000 metros. Además de sus impresionantes paisajes, hay que destacar la presencia de una gran diversidad de especies animales y vegetales, muchas de las cuales sólo son exclusivas de los hábitats del archipiélago canario.