El Ngorongoro se formó hace unos veinte o treinta millones de años. En realidad es el cráter de un volcán inactivo cuyas fronteras ha permitido desarrollar diferentes microsistemas en un área muy pequeña. Un bosque, la Sabana, un río con su lago natural , charcas saladas y tierras áridas. Su formación comenzó cuando se formó el gran Valle del Rift, que es una gran fractura geológica cuya extensión total es de 4830 kilómetros en dirección norte-sur. Los materiales derretidos que ascendían a través de las fallas, a lo largo de esa enorme grieta, determinaron un gran número de volcanes en toda la región, conocida actualmente como las Crater Highlands. Mucho más tarde, hace cinco millones de años, el monte Ngorongoro alcanzó su máxima altura, 4.570 metros aproximadamente, pero millones de años después, la actividad geológica desarrollada a lo largo del citado Valle del Rift se desvió hacia el este y, como consecuencia, el monte Ngorongoro y otros volcanes de las Crater Highlands se extinguieron. Pero con anterioridad, cuando, quizás, por última vez el volcán entró en erupción, se creó un gran espacio en la cámara de magma subyacente. Por lo tanto, el cono se fue hundiendo por secciones, y finalmente derrumbándose más abajo, en una cámara parcialmente vacía. Este hundimiento produjo la gran caldera del Ngorongoro; una gigantesca depresión en forma de cráter volcánico.
Hoy en día, el punto central del Ngorongoro es, de hecho, una caldera, la más grande del mundo sin agua ni rupturas, y no un cráter, como se le suele denominar. Una caldera tiene varias veces el diámetro del orificio por el que una vez el volcán esparció lava y cenizas en el campo circundante. La caldera se forma por el derrumbe o colapso interno del volcán.
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