長白山是歷史上火山活動較為激烈的區域，早期噴發約在距今200-300萬年的第四紀，形成了以長白山天池為主要通道的火山錐。長白山又在1597年、1668年和1702年發生了3次噴發，形成了典型的火山地貌類型——玄武岩台地、傾斜玄武岩高原、火山錐體以及河谷等。在火山岩中常見夾雜的木炭，有的地方還發現有被火山岩埋過的粗大紅松。這些證據都被認為長白山在噴發前後及間歇期間都曾有過茂密森林。長白山在噴發後含有多種礦物質的火山灰形成了肥沃土壤給該區域的動植物繁衍提供了良好環境。
在火山口四周有十六座海拔2500米以上山峰，即所謂的「長白十六峰」。其中的最高峰為北韓界內的「將軍峰」，海拔2750米，為長白山脈最高峰；在中國一側最高的則是白雲峰，海拔2691米，為中國東北第一高峰。
長白瀑布下約一公里處有幾十處地熱，大如碗口、小有指粗，這就是分佈在1000平方米地面上的溫泉群。 它距離震耳欲聾的長白瀑布不到二里，奔騰咆哮的白河檫邊而過。 它以絢麗的色彩把周圍的岩石、沙礫染的金黃、碧藍、殷紅、翠綠，閃爍著五光十色，散發著蒸騰熱氣，格外愉悅遊人的眼目。 特別是冬季，周圍是一片銀裝素裹，冰天雪地，而這裡確實熱氣騰騰，煙霧裊裊，實在是別有一番景緻。
長白瀑布位於天池北側，乘槎河盡頭。乘槎河流到1250米後，飛流直瀉，便形成高達68米的長白瀑布。因系長白山名勝佳景，故名長白瀑布。
由於山大坡陡，水勢湍急，一眼望去，象一架斜立的天梯。瀑布口有一巨石名曰“牛郎渡”，將瀑布分為兩股。兩條玉龍似的水柱勇猛的撲向突起的石灘，沖向深深的谷地，濺起幾丈高的飛浪，猶如天女散花，水氣彌漫如霧，仿佛“銀河落下千堆雪，瀑布飛流萬縷煙”。