Mývatnssveit er á vesturjaðri eldvirka beltisins, sem liggur frá norðri til suðurs um Norðausturland og er framhald mið-Atlantshafshryggjarins. Allar jarðmyndanir eru mjög ungar, þ.e. frá ísöld og nútíma. Á hlýskeiðum ísaldar runnu hraun þau, sem nú mynda berggrunn heiðanna vestur af Mývatnssveit og Laxárdal.

Fjallahringurinn er að mestu myndaður við eldgos undir jökli á jökulskeiðum. Gos sem náðu upp í gegnum jökulinn mynduðu móbergsstapa (Bláfjall, Sellandafjall, Búrfell, Gæsafjöll). Næðu gosin ekki að bræða sig í gegnum jökulinn mynduðust móbergshryggir (Vindbelgjarfjall, Námafjall, Dalfjall, Hvannfell).

Undir ísaldarlok, fyrir um 10 þúsund árum, stóð jökull lengi í Mývatnslægðinni og myndaði jökulgarða og sanda norðan hennar. Hæðirnar milli Reykjahlíðar og Grímsstaða eru ummerki þess tíma. Jökullón mun hafa staðið í Mývatnslægðinni þar til ísaldarjökullinn hörfaði frá núverandi farvegi Laxár.

Eldvirkni austan við Mývatn eftir ísöld skiptist í tvö skeið með löngu hléi  á milli. Hið fyrra, Lúdentsskeiðið, hófst á síðjökultíma og náði fram yfir ísaldarlok. Gjóskugígurinn Lúdent er frá  þeim tíma. Mörg, fremur lítil sprungugos urðu á þessu tímabili og hafa verið aðgreind um 20 hraun og gosstöðvar frá Lúdentsskeiðinu, sem lauk fyrir um 8000 árum.

Fyrir um 3800 árum varð dyngjugos 25 km suðaustur af Mývatni. Þá myndaðist Ketildyngja og hraun frá  henni náði að renna alla leið í Mývatnssveit og áfram niður Laxárdal og Aðaldal. Þetta hraun, Laxárhraunið eldra, stíflaði upp hið fyrsta Mývatn, sem var svipað að stærð og núverandi vatn.

Síðara eldvirkniskeiðið er kennt við Hverfjall (Hverfell) en það hófst með miklu en skammvinnu gosi sem myndaði fjallið fyrir um 2900 árum. Jarðbaðshólar gusu skömmu síðar og rann þá hraunið sem nú er milli Reykjahlíðar og Voga. Um 200 árum síðar kom geysimikið hraun, Laxárhraun yngra, úr Þrengsla- og Lúdentarborgum austan vatnsins. Það flæddi yfir suðurhluta sveitarinnar, yfir þáverandi Mývatn, niður Laxárdal og í sjó fram í Aðaldal. Gervigígarnir við Mývatn mynduðust við gufugos þegar hraunið rann út í hið forna vatn. Dimmuborgir og hraundrangarnir við Kálfaströnd og Höfða eru minjar tæmdra hrauntjarna í þessu hrauni. Hraunið myndaði núverandi Mývatn, en einnig Sandvatn, Grænavatn og Arnarvatn.

Nokkur fleiri sprungugos urðu  á Hverfjallsskeiði en tvö hin síðustu voru Mývatnseldar 1724-29 og Kröflueldar 1975-84. Mývatnseldar hófust með sprengigosi er myndaði Víti, en síðar rann hraun frá Leirhnjúk niður í Mývatn milli Grímsstaða og Reykjahlíðar. Mývatnseldum svipaði mjög til þeirra umbrota sem urðu í Kröflueldum. Mývatns- og Kröflueldar eiga upptök í megineldstöð sem liggur milli Kröflu og Gæsafjalla. Hún afmarkast af hringlaga öskjusprungum, en askjan sjálf hefur fyllst af gosefnum. Undir Kröflueldstöðinni er kvikuhólf. Þegar eldstöðin er virk fara kvikuhlaup út í sprungusveim sem liggur frá norðri til suðurs í gegnum eldstöðina. Í Kröflueldum skiptust á tímabil með hægfara landrisi og hröðu landsigi með kvikuhlaupi, landgliðnun, jarðskjálftum og eldgosum.  Megineldstöð og sprungusveimurinn sem tengist henni nefnast einu nafni eldstöðvakerfi.  Kröflukerfið er eitt margra kerfa sem til samans mynda eldvirka beltið á Íslandi.

Nokkur líparítfjöll eru á jaðri Kröflueldstöðvarinnar (Hlíðarfjall, Jörundur, Hrafntinnuhryggur). Dyngjufjöll með Öskju, eru önnur megineldstöð í fjallahring Mývatnssveitar.