Вулканическая активность в регионе Санторини началась около полутора миллионов лет назад. Ученые предполагают, что в результате извержений появилось несколько островов, которые со временем объединились в один остров более-менее круглой формы.
Наибольшее влияние на формирование острова оказало катастрофическое извержение, произошедшее около 1630 – 1613 гг. до н.э., образовавшее гигантскую кальдеру, заполненную морем. После извержения на дне кальдеры под водой изливалась магма, добавляя слой за слоем и увеличивая высоту. Извержения и выходы магмы сформировали подводный вулкан, верхушками которого стали существующие теперь острова: первым был Палеа Камени – «старый обожженный», и позднее Неа Камени – «новый обожженный».
После 197 года до н.э. зафиксированы восемь извержений, сформировавших Палеа Камени и Неа Камени. Они происходили в 46—47 годах, в 726 году, в 1570—1573 годах, в 1707—1711 годах, в 1866—1870 годах, в 1925—1928 годах, в 1939—1941 годах и в 1950 году. Извержения не были разрушительными.