約10万年前の噴火でできた火口湖。爆発的な噴火でできた火口は「マール」と呼ばれる丸いくぼ地を作り出しました。
爆発的な噴火で作られた大量の細かい火山灰は火口の中にも堆積しました。その結果、このくぼ地は水が抜けにくい環境となり、湖となりました。
水辺には県内でも珍しい植物が群生しています。チョウジソウの群生は県内で唯一自生していると言われています。

一碧湖ができたずっとあとの約4000年前には、大室山から流れてきた溶岩が湖に流れ込んで十二連島ができました。