Dal punto di vista geologico Panarea è la più antica isola delle Eolie, con gli isolotti circostanti e quel che resta di fenomeni eruttivi di un unico bacino vulcanico, oramai quasi del tutto sommerso ed eroso dal mare e dal vento.
Divisa nel senso della lunghezza da un’elevata dorsale, rimane soltanto la parte orientale e meridionale dell’isola originaria, con coste relativamente limitate in altezza, caratterizzate da piccole spiagge e vaste zone pianeggianti, anticamente coltivate a vigne ed oliveti e di cui ancora oggi si notano i terrazzamenti che erano adibiti alle colture, oramai abbandonate.
Il lato occidentale e settentrionale è caratterizzato da alte coste inaccessibili e molto frastagliate, un continuo succedersi di terrazzamenti, crepacci e suggestive formazioni di lava solidificata. Il condotto principale dell’originario complesso vulcanico è situato all’incirca nel tratto di mare compreso tra lo scoglio La Nave e lo scoglio Cacatu. Sempre dal mare, sulla costa occidentale (Cala Bianca), sono invece visibili i resti di un camino vulcanico secondario dalla forma di grosso imbuto.
Sul lato nord-est dell’isola, sulla spiaggia della Calcara è tuttora possibile scorgere fumarole di vapori che si levano dalle fessure fra le rocce (dai suggestivi colori sulfurei), ultime tracce di attività vulcanica con temperature fino ai 100 °C. In alcuni punti fra i ciottoli in riva al mare, per effetto di queste sorgenti di calore, l’acqua ribolle fino ad essere ustionante.
Altri fenomeni eruttivi subacquei (recentemente alla ribalta della cronaca per un’improvvisa aumentata attività) sono evidenti nel ribollire delle acque fra l’isolotto di Bottaro e Lisca Bianca. Non sono invece più identificabili le sorgenti termali segnalate sulla carta poco a nord della punta Peppe Maria.