Beim Westufer des Sees befindet sich geothermisches Gebiet mit heißen Quellen .
In den letzten Jahren hob sich Grund des Sees markant. Dies deutet auf geologische Aktivitäten hin. Als Folge wurden Teile Nationalparkes für Touristen gesperrt.
Nachdem die Magma -Kammer unter dem Yellowstone-Gebiet vor mehr als Jahren während der letzten großen vulkanischen Aktivität formte sich eine große Caldera die später teilweise mit Lava -Strömen gefüllt wurde. Ein Teil dieser Caldera das 352 km² große Becken des Yellowstone Lake. Wasserspiegel des ursprünglichen Sees lag 60 Meter dem heutigen Niveau. Damals erstreckte der See weit ins Hayden Valley hinein bis an Fuß des Mount Washburn.
Vermutlich entleerte sich der Yellowstone Lake über den Snake River nach Süden in Pazifik . Heute bildet der Yellowstone River den Abfluss nach Norden.