Τα διάσημα γεωθερμικά χαρακτηριστικά του Yellowstone—γέyser, θερμές πηγές, φρεατιαστικές εξάφανιση, και λάσπη λεκάνες—είναι επιφανειακές εκφράσεις ενός βαθιά καθισμένου γεωλογικού κινητήρα: μίας μανδύας πλύμας. Αυτή η στήλη ζεστού, ελαφρού πετρώδους υλικού ανεβαίνει από το όριο πυρήνα-μανδύας, διαλύοντας το επικάλυμμα ηπειρωτικού κρούστος καθώς ανεβαίνει.
Αντίθετα με τις περισσότερες ηφαιστειώδεις ζώνες που καθίστανται στα σύνορα τεκτονικών πλαισίων, το Yellowstone hotspot είναι εντός πλαισίου, τοποθετημένο μέσα στο Βορειοαμερικανικό Πλαίσιο. Η πλύμα παραμένει относительно σταθερή ενώ το πλάκα κινείται δυτικο-νοτιοανατολικά πάνω από αυτήν με ~2–3 cm ανά χρόνο. Αυτή η κίνηση έχει δημιουργήσει ένα ίχνος ηφαιστειωδών κέντρων που εκτείνεται από την Κοιλιά Snake River στην Αϊδαχο μέχρι το τρέχον Πλατό Yellowstone στο Γουαϊόμινγκ—μια 700 χλμ μακρά, 16 εκατ. ετών ηφαιστειώδης τροχιά.
Όταν η κορυφή της πλύμας διαδίδεται κάτω από τον κρούστο, μεταφέρει θερμότητα, προκαλώντας μερική διάλυση κρουστικών πετρών. Αυτό παράγει μεγάλα όγκες ριολιθικού μάγματος που συσσωρεύονται σε ρηχούς αποθεματικούς. Περιοδικές έκρηξεις—μερικές τεράστιες, όπως οι Huckleberry Ridge (2,1 Ma), Mesa Falls (1,3 Ma), και Lava Creek (0,63 Ma) γεγονότα— έχουν σχηματίσει τεράστιες καλδέρες. Μεταξύ αυτών των κατακλυστικών έκρηξεων, μικρότερες ροές λάβας και έντονη υδροθερμική δραστηριότητα επιμένουν.
Η θερμότητα από τον μαγματικό αποθεματικό οδηγεί ένα τεράστιο υδροθερμικό σύστημα. Έδαφος νερό διεσδύει κάτω, υπερθερμαίνεται, και ανεβαίνει μέσω ραγάδων, δημιουργώντας τη μεγαλύτερη συγκέντρωση γέyser του κόσμου (συμπεριλαμβανομένου του Old Faithful), χρωματιστές θερμές πηγές όπως η Grand Prismatic Spring, και φρεατιαστικές εξαφανίσεις. Το σύστημα απελευθερώνει εκτιμώμενα 3–4 GW θερμικής ενέργειας συνεχώς.
Το Yellowstone παρέχει σπάνιο παράθυρο στη δυναμική της μανδύας και την ηπειρωτική ηφαιστειότητα. Η συνεχής παρακολούθηση—σεισμικότητα, πρόσκαμψη εδάφους, εκπομπές αερίων—βοηθάει τους επιστήμονες να αξιολογήσουν ηφαιστειώδεις κινδύνους και να κατανοήσουν τις αλληλεπιδράσεις πλύμα-πλάκα. Η μακροχρόνια διαβίωση και παραγωγικότητα του hotspot το καθιστούν angular stone για μοντέλα βαθιών διεργασιών Γης.
