Η Σαντορίνη χαρακτηρίζεται από μία εντυπωσιακή γεωμορφολογία. Ε'ιναι ηφαιστειογενές νησί, υπόλειμμα μιας σειράς τρομακτικών εκρήξεων που συνέβησαν γύρω στο 1500 π.Χ., δεν έπαψε να συνταράσσεται από περιοδικά ξυπνήματα του ηφαιστείου της.
Στη σημερινή της μορφή έχει σχήμα μηνίσκου που περιβάλλει την καλντέρα με το σβησμένο ηφαίστειο στο κέντρο. Η Θηρασία και το Ασπρονήσι συμπληρώνουν το κυκλικό περίγραμμα. Το τμήμα του νησιού που βλέπει στο εσωτερικό είναι βραχώδες και απότομο, ενώ το κομμάτι που βλέπει προς την ανοιχτή θάλασσα καταλήγει σε ομαλό κάμπο εξαιρετικά εύφορο. Με εξαίρεση τον ορεινό όγκο του Προφήτη Ηλία, όλο το υπόλοιπο συγκρότημα είναι καλυμμένο από ηφαιστειογενή υλικά που εκτοξεύτηκαν σε παλιότερες εκρήξεις.
Το φυσικό περιβάλλον της Σαντορίνης είναι εντελώς διαφορετικό από των άλλων νησιών του Αιγαίου και ξαφνίζει με την τραχύτητα της μορφής του και την αυστηρή του έκφραση.