Тихоокеанская плита
В геологическом отношении острова можно разделить на две группы: более старая южная островная дуга (острова Гуам, Рота, Тиниан, Агихан, Сайпан) и молодая вулканическая северная дуга (остальные острова архипелага). Южные острова образовались приблизительно 15—20 млн лет назад (в позднем эоцене — раннем миоцене). Все они имеют схожее строение и покрыты слоем известняка — остатков древних коралловых рифов. Группа испытывала несколько поднятий. Северная группа является частью марианской дуги, в месте где Тихоокеанская плита опускается под Филиппинскую. Все острова этой группы являются стратовулканами. Большинство островов окружены коралловыми рифами. Рифы южных островов старше и лучше развиты. В районе островов расположено около 50 подводных вулканов и 11 вулканов образуют острова.