觀音山隔著淡水河與大屯山群相望，爆發的原因是「菲律賓海板塊」與「歐亞大陸板塊」的推擠所造成，觀音山火山的爆發與大屯火山群相同，因此有地質學家將觀音山納入大屯火山群。

第一期火山爆發─約六十萬年前

「菲律賓海板塊」擠進「歐亞大陸板塊」下面，在150公里深處熔成岩漿，形成「板塊隱沒帶」。大屯火山群下的「板塊隱沒帶」向西推移，在觀音山地底產生了岩漿，於是在沖積扇的北端，產生了第一期的火山爆發，將最底層的沉積地層─「觀音山層」爆炸開，形成觀音山外圍的山形。

第二期火山爆發─約五十萬年前

第一期爆發出來的火山碎屑岩與熔岩，堆積在觀音山噴發口上，岩漿順著裂縫繼續往上湧冒，衝破第一期所爆發、堆出的山丘，噴出的溶岩，覆蓋在第一期噴出的溶岩上，堆出了另一個山頭，這一期的火山爆發是三期中最大的一次，熔岩覆蓋的面積也最廣。

第三期火山爆發─約二十萬年前

熔岩向上湧出的通道，沿著原來的噴發口噴出，觀音火山第三次爆發，這是觀音火山最後一次的爆發。

資料圖片來源：觀音山風景區旅遊服務中心