La caldera de Yellowstone es el sistema volcánico más grande de América del Norte, y a nivel mundial solo es superado por la del lago Toba, en la isla de Sumatra, Indonesia. También se le ha acuñado el término de «supervolcán», porque la caldera se formó mediante erupciones explosivas excepcionalmente grandes. Se estima que la cámara magmática ubicada bajo el parque conecta a una única cámara, con de largo, por de ancho, y una profundidad de a . Por su parte, la caldera actual fue creada mediante una erupción cataclísmica que ocurrió hace 640 000 años, con la que se liberaron más de 240 mi³ (1000 km³) de ceniza, rocas y piroclastos, esto es, aproximadamente mil veces más grande que la del monte Santa Helena en 1980. La erupción produjo una caldera de unos cinco octavos de milla (≃1 km) de profundidad, así como 45 por 28 millas (≃72 por 45 km) de superficie que dio lugar a la toba de Lava Creek, una formación en forma de toba soldada. La erupción más violenta conocida, que ocurrió hace 2,1 millones de años expulsó 588 millas cúbicas (2450 km³) de material volcánico y creó la formación rocosa hoy conocida como la toba de Huckleberry Ridge, así como la caldera de Island Park Otra erupción menor liberó 67 mi³ (≃280 km³) de restos hace 1,3 millones de años, con la que se formó la caldera Henry's Fork y depositó la toba de Mesa Falls.