Мутновский вулкан - один из крупнейших вулканов Южной Камчатки со сложным строением и длительной историей развития, которая берет начало с плиоцен-нижнеплейстоценового времени. Морфологически это сложный полигенный массив с максимальной высотной отметкой 2323 м. Постройка состоит из четырех слившихся, последовательно формировавшихся конусов стратовулканов с вершинными кальдерами и дочерними внутрикальдерными постройками и сложена породами от базальтов до риодацитов. Преобладают высокоглиноземистые базальты, но тефра наиболее молодого кратера (Активная воронка) сложена высокоглиноземистыми андезитобазальтами калиево-нитриевой серии. Строение массива осложнено многочисленными шлаковыми конусами и лавовыми потоками побочных извержений. Современная вулканическая активность сосредоточена в северной части вулкана, где имеется система перекрывающихся друг с другом кратеров глубоко врезающихся в тело постройки. Дно самых больших из них, Северо-Восточного (СВ) и Юго-Западного (ЮЗ), почти полностью перекрыто современными ледниками.
За исторический период произошло не менее 16 извержений вулкана Мутновский. Наиболее сильное из них призошло в 1848 году. Какой-либо периодичности в извержениях не отмечается. Но характерны извержения, разделённые интервалами покоя около года (1852-1854, 1916-1917, 1927-1928, 1938-1939 гг.). Наибольший период покоя вулкана длился 44 года (1854-1898 гг.), наименьший - несколько месяцев. Извержения, в основном, происходят из Активной воронки, наложенной на северную кромку ЮЗ кратера. В периоды покоя в этом кратере действуют мощные высокотемпературные фумаролы.
В кратерах вулкана и на его северном склоне разгружаются мощные высокотемпературные фумаролы, паровые струи и термальные источники. Эпизодически формируются кратерные озера, что приводит к существенному изменению выноса глубинного тепла, и, по-видимому, провоцирует фреатические извержения вулкана.
Интенсивная фумарольная деятельность сосредоточена, главным образом, в СВ кратере и Активной воронке. В первом постоянно действуют три группы парогазовых выходов - это Верхнее фумарольное поле с температурами фумарол более 300оС и две относительно обособленные группы на Донном фумарольном поле с температурами выходов до 150оС. Здесь, помимо фумарольных и гидротермальных выходов, находятся кипящие котлы, среди которых особенно выделяется водно-грязевый "Черный Котел", в котором интенсивно бурлит высокоминерализованная вода ультракислого состава с большим содержанием взвеси черного цвета, представленной, в основном, сульфидами. Активная Воронка представляет собой замкнутую чашу глубиной порядка 150 м с крутыми стенками и плоским дном, имеющим в диаметре размеры 100х150 м. Наиболее мощная газовая деятельность в ней сосредоточена на юго-западной стенке. Максимальная температура составляла здесь в 1983 г. 540оС. По результатам более ранних наблюдений температура в 1963 г. составляла 750оС, а в 1964 г. около 950оС. Вынос тепловой энергии вулканом Мутновский в межэруптивный период его деятельности, составляет почти 2000 МВт, что значительно превышает тепловую мощность других камчатских и большинства вулканов мира.
Последние два извержения вулкана были фреатическими и слабыми по мощности. Первое произошло в ночь с 31 декабря1960 на 1 января 1961 г. из Активной воронки. Оно имело эксплозивный характер. Второе произошло спустя почти 40 лет, в 2000 г. Перед ним в 1996-1999 годы в СВ кратере происходили значительные морфологические изменения из-за подвижки ледника, перекрывшего часть фумарольных полей вулкана и подпрудившего р.Вулканную. 17 марта 2000 г. в 6 часов 56 минут (время местное) произошёл взрыв под южной стенкой ЮЗ кратера вулкана. Высота эруптивного облака была в пределах 2,5 км. В результате на склонах вулкана отложилось незначительное количество резургентной пирокластики. При извержении произошло образование горячего грязевого потока, который спустился в северо-восточном направлении на Донное фумарольное поле в СВ кратере. Длина потока около 600 метров при ширине до 30-40 метров.
До июня 2000 г. в этом кратере, по-видимому, произошло еще несколько взрывов, так как лед перекрывавший его растаял, и на дне уже парило озеро около 250 м в диаметре. За прошедшие после извержения два года возникшее озеро остыло и уже к концу лета 2002 года практически не вскрылось от зимнего льда, что говорит о сильном сокращении, если не о прекращении, теплового выноса вулкана через ЮЗ кратер.
Интересно, что до начала 60-х годов дно кратера также занимало озеро до 250-300 м в диаметре с тёплой водой. После извержения 1960 г. в соседней Активной воронке озеро остыло и, в последующие годы, кратер быстро заполнился ледником. Так что подобный механизм деятельности очевидно характерен для ЮЗ кратера вулкана.
Исторические извержения Мутновского вулкана были преимущественно эксплозивными. Предполагается, что будущие извержения будут иметь сходный характер. Вследствие этого в районе Мутновской ГеоТЭС возможно выпадение пеплов с дополнительной нагрузкой в 30-50 кг/м2. Любое извержение вулкана может вызвать образование грязевых потоков, которые весьма опасны для территорий в бассейне рек Фальшивая и Мутная.