Las islas Columbretes se asientan sobre un extenso campo volcánico de cuarenta kilómetros de largo y unos quince de anchura. Se sitúan sobre una zona de la plataforma continental, a sesenta o setenta metros de profundidad aunque, hacia el este, rápidamente llega hasta profundidades de mil metros. Empezó a formarse hace diez millones de años con sucesivas erupciones volcánicas. Sobre éstas se depositaron escorias muy soldadas y compactadas, de tonalidad rojiza. Por encima, se situaron unas pequeñas coladas vítreas de fonolitas de unos cincuenta centímetros de espesura y muy oscuras.
Los volcanes de esta clase mejor conservados son l’Illa Grossa, la Senyoreta, el Mascarat y el Mancolibre. El volcán de l’Illa Grossa se construyó a lo largo de cuatro episodios. Los dos primeros fueron submarinos, de carácter explosivo muy violento con lanzamiento de fragmentos a gran distancia. Después de la retirada del agua del mar de la zona del cráter, un nuevo episodio generó materiales piros clásticos (picones) y bombas de dimensión variable. Son materiales muy oscuros que se localizan en algunas zonas de l’Illa Grossa, el Mascarat y la Senyoreta. La zona del cráter volvió a ser inundada por el mar y se produjo un nuevo período volcánico, caracterizado por depósitos piros clásticos, especialmente importantes en la zona de las casernas.
Mayoritariamente, los materiales que configuran las islas son basanitas (son unas rocas volcánicas básicas, caracterizadas por la presencia de piroxena y olivino) y fonolitas (son rocas volcánicas del mioceno, de ocho a diez millones de años, caracterizadas por la abundancia de feldespatos y feldespatoides).
