Lenge før mennesker kom til Yellowstone, var det et enormt vulkanutbrudd som førte til at massive mengder aske dekket det vestlige USA, mye av Midtvesten, nordlige Mexico og noe av stillehavskysten. Utbruddet var flere ganger så stort som det ved Mount St. Helens i 1980, og resulterte i en enorm kaldera som er 70 km langt og 30 km bred, som ligger over et enormt magmakammer (se Yellowstone-vulkanen). Yellowstone har hatt tre store utbrudd de siste 2,2 millioner årene, den siste av disse for 640 000 år siden. Disse utbruddene er de største på jorda innen denne tidsrammen, og førte til drastiske klimaendringer.