Το πιο ξακουστό αξιοθέατο της Σαντορίνης και συνάμα υπεύθυνο για την ξεχωριστή ομορφιά της, την ιδιαίτερη, άγρια αλλά και ρομαντική ατμόσφαιρά της. Από την ηφαιστειακή δραστηριότητα δημιουργήθηκε σταδιακά μια τεράστια κοιλότητα που κατακλύστηκε από θάλασσα, η γνωστή καλντέρα. Το ηφαιστειακό σύμπλεγμα της Σαντορίνης περιλαμβάνει τα δυο υπερθαλάσσια ηφαίστεια της Παλαιάς και της Νέας Καμένης και ένα υποθαλάσσιο ηφαίστειο, τον Κουλούμπο, 3,5 ν.μ. ΒΑ του νησιού με κρατήρα βάθους 500 μ. περίπου.
Σύμφωνα με έρευνες το ηφαίστειο καταστράφηκε και δημιουργήθηκε 12 φορές τα τελευταία 400.000 χρόνια. Η πιο πρόσφατη μεγάλη έκρηξη είναι αυτή που σημειώνεται περίπου το 1650 π. Χ. όπου η Σαντορίνη ονομαζόταν Στρογγύλη, μιας και αποτελούσε ενιαίο νησί με τη σημερινή Θηρασιά και το Ασπρονήσι, δημιουργώντας ένα στρογγυλό νησί. Η σεισμική δραστηριότητα εκείνη την περίοδο πρέπει να ήταν συνεχής επί μήνες, προειδοποιώντας τους κατοίκους, οι οποίοι πιθανότατα το εγκατέλειψαν πριν τη μεγάλη έκρηξη. Απόδειξη αυτού, δε βρέθηκε κανένας ανθρώπινος σκελετός κάτω από την τέφρα. Η συγκεκριμένη έκρηξη ήταν τόσο μεγάλη που υπολογίζεται ότι σε περίπου 6 μέρες εκτοξεύτηκαν στον αέρα 90 δις. τόνοι λιωμένο πέτρωμα. Η ηφαιστειακή στάχτη, αφού σκέπασε όλο το νησί, ταξίδεψε σε όλο τον κόσμο, με στάχτη του να έχει εντοπιστεί στους παγετώνες της Γροιλανδίας, ενώ προκάλεσε «ηφαιστειακό χειμώνα», μειώνοντας τη μέση γήινη θερμοκρασία κατά 1-2 βαθμούς. Η έκρηξη, επίσης, προκάλεσε τεράστιο παλιρροιακό κύμα που πιθανώς ευθύνεται για την καταστροφή του Μινωικού πολιτισμού (στη Κρήτη).
1500 χρόνια μετά, ηπιότερη ηφαιστειακή δραστηριότητα δημιούργησε το υποθαλάσσιο ηφαίστειο με κορυφές τη Νέα και την Παλαιά Καμένη. Η τελευταία έκρηξη σημειώθηκε το 1950 και από τότε παραμένει σε ηρεμία, με τις θερμές πηγές και τα θερμά αέρια να μαρτυρούν την ύπαρξή του. Σήμερα υπάρχουν 7 κρατήρες στη Νέα Καμένη, ένας στην Παλαιά Καμένη και ο υποθαλάσσιος κρατήρας Κολούμπος, στο βόρειο τμήμα του νησιού, εκτός καλντέρας. Οι επισκέπτες μπορούν να περπατήσουν στους κρατήρες όπως και να κολυμπήσουν στις θερμές πηγές.
Καθημερινά πραγματοποιούνται εκδρομές με καΐκια στο ηφαίστειο, μια εκδρομή που συνδυάζει επίσης τις θερμές πηγές και πολλές φορές τη Θηρασιά. Τα καραβάκια που κάνουν εκδρομές στο ηφαίστεια ξεκινούν συνήθως από τον Γιαλό κάτω από τα Φηρά (παλιό λιμάνι), τον Αθηνιό (νέο λιμάνι) και το Αμμούδι, κάτω από την Οία. Θα πάτε πρώτα στη Νέα Καμένη όπου μπορείτε να περπατήσετε μέχρι τον κρατήρα του ηφαιστείου.
Πρέπει να ξέρετε ότι το καλοκαίρι η διαδρομή δεν είναι εύκολη, ειδικά εάν δεν είστε σε καλή φυσική κατάσταση. Το μονοπάτι είναι σε αρκετά σημεία ανηφορικό και το έδαφος σαθρό. Πάντως, η μεγαλειώδης θέα προς την Καλντέρα και τους οικισμούς της από όλα τα σημεία της νησίδας, θα σας αποζημιώσει για τον κόπο σας.