मौना लोआ ज्वालामुखी पृथ्वी पर सबसे विशिष्ट भूवैज्ञानिक विशेषताओं में से एक है। ज्वालामुखी एक नियमित चक्र पर अपने शिखर क्रेटर से बुलबुले और लाल-गर्म पिघली हुई चट्टान को उगलता है। लावा झीलें क्रेटर में तब तक बनती हैं जब तक कि वे क्षेत्र के स्वदेशी रॉक प्रकारों को बनाने के लिए किनारे पर फैल नहीं जातीं। प्रमुख विस्फोट हवाई द्वीप पर दूर-दूर तक चट्टानों को बाहर निकालते हैं।
यूनाइटेड स्टेट्स जियोलॉजिकल सर्विस के अनुसार, हवाई का मौना लोआ पृथ्वी का सबसे बड़ा ज्वालामुखी है। यह 1843 में अपने पहले एक के बाद से 33 ऐतिहासिक विस्फोटों के साथ, ग्रह पर सबसे सक्रिय में से एक है। सबसे हालिया विस्फोट 1984 में हुआ था। विशाल ज्वालामुखी समुद्र तल से लगभग 2.5 मील ऊपर उठता है। ज्वालामुखी अपने समुद्र तल से अपने शिखर तक 56, 000 फीट की दूरी पर है। 74.5 मील लंबा ज्वालामुखी हवाई के आधे द्वीप को कवर करता है।
मौना लोआ पिघला हुआ मैग्मा उगलता है जो हवाई द्वीप के लिए चट्टान के प्रकार को निर्धारित करता है। वैज्ञानिकों का अनुमान है कि ज्वालामुखी सबसे पहले 10 लाख से 700,000 साल पहले फूटा था। इसकी सबसे पुरानी दिनांकित चट्टानें 100,000 से 200,000 वर्ष पुरानी हैं। ज्वालामुखी की सतह का लगभग 98 प्रतिशत बेसाल्टिक रॉक लावा प्रवाह से आच्छादित है जो कि 10,000 वर्ष से कम पुराने रेडियो-कार्बन हैं। मौना लोआ लगातार बढ़ रहा है और हवाई के लिए लावा रॉक प्रदान करता है, हालांकि पिछले 100,000 वर्षों में इसकी वृद्धि दर धीमी हो गई है।
मौना लोआ को ढाल ज्वालामुखी के रूप में वर्गीकृत किया गया है, जिसमें कई तरल लावा प्रवाह द्वारा निर्मित पहाड़ी ढलान हैं। ज्वालामुखी के विस्फोटक शिखर काल्डेरा से प्रवाह दो मुख्य प्रकार के होते हैं। ज्वालामुखी के उत्तर-पश्चिम और दक्षिण-पूर्वी किनारों को ढकने वाली पाहोहो की चादरें धीरे-धीरे चलने वाले लावा से चिकनी संरचनाएं हैं। मोटे तौर पर बनावट वाले ए'ए प्रवाह तेजी से बढ़ते लावा से होते हैं। जब यह ठंडा हो जाता है तो लावा एक प्रकार की चट्टान का निर्माण करता है जिसे थोलेइटिक बेसाल्ट कहा जाता है। मौना लोआ के दरार क्षेत्रों से बहने वाले लावा को पिक्रिटिक मेल्ट कहा जाता है और ये ओलिवाइन से भरपूर बेसाल्ट से बने होते हैं जिन्हें पिक्रिट्स के नाम से जाना जाता है।
थोलीइट्स एक प्रकार का बेसाल्ट है जो मौना लोआ के नीचे पृथ्वी की टेक्टोनिक प्लेटों के सबडक्शन द्वारा उत्पन्न होता है। थोलिइटिक बेसाल्ट में ओलिवाइन की कमी के साथ एक महीन दाने वाला इंटरग्रेनुलर ग्राउंडमास होता है। बहिर्मुखी आग्नेय चट्टानें पृथ्वी की पपड़ी की पिघली हुई परतें हैं जो सतह के नीचे गहरी बनती हैं। थोलिइटिक बेसाल्ट के प्राथमिक घटक प्लाजियोक्लेज़ फेल्डस्पार, क्लिनोपायरोक्सिन और लौह अयस्क हैं। चट्टानों में सिलिका की मात्रा कम होती है और इनका रंग काले, भूरे और गहरे हरे से लेकर लाल भूरे रंग तक होता है।