乞力馬紮羅火山的形成與大裂谷帶活動有關。在距今1000多萬年前，這裡的地殼發生斷裂，沿斷裂線有強烈的火山活動，乞力馬扎羅山便是由大量熔岩堆積而成。約5000米以上的山峰覆蓋著永久冰川，最厚可達80米，形成了赤道附近的“雪峰奇觀”。現在由於受到全球氣候變化或火山活動增強等因素影響，乞力馬紮羅高山冰川正在不斷退縮。

據研究推測，照這個速度，乞力馬扎羅山很可能在一兩百年內就全部消融。

東非大裂谷直至今天仍存在著地殼運動，乞力馬紮羅正是較近的火山活動的結果。它的形成大約始於75萬年以前，最初由三個大火山口組成：希拉、基博和馬文茲。而後希拉火山錐崩塌消失，接著是馬文茲。然而基博火山卻一直保持著活力，在大約36萬年前還出現過一次大規模的爆發，它釋放的黑色熔岩蓋過希拉火山口，在馬文茲火山的原址上形成了乞力馬扎羅山鞍。

乞力馬扎羅山是非州北部赤道附近的山脈，山頂有雪，是一道奇特的風景。這是由於海拔高形成的。