
镜泊湖为新生代第三纪中期所形成的断陷谷地。第四纪晚期(大约一万年前),湖盆北部发生断裂,断块陷落部分奠定了今日湖盆基础。
同时在今镜泊湖电站大坝附近和沿石头甸子河断裂谷又有玄武岩溢出,熔岩流与来自西北部火山群喷发物和熔岩汇集,在“吊水楼”附近形成一道玄武岩堤坝,堵塞了牡丹江及其支流,形成镜泊湖。这样形成的湖泊,称为堰塞湖。
镜泊湖历经了五次火山爆发,加上第四纪全新世这里发生了多次火山群爆发,大量的玄武岩浆堵塞了牡丹江上游的水道,最终形成了堰塞湖。
后来又由于地壳变迁而形成了牡丹江断裂带,所以镜泊湖又被称为高山断裂带。这是世界上少有的高山湖泊,更以天然无雕饰的独特风姿和峻奇神秘的景观而闻名于世。