On pense qu’Olympus Mons s’est formé sur une longue période, à la suite de l’éruption de lave provenant d’un évent central. Le volcan n'est plus actif, mais il est toujours considéré comme un jeune volcan selon les normes géologiques.
La question de savoir si Olympus Mons était autrefois une île volcanique géante fait débat. Certains scientifiques pensent que le volcan pourrait s'être formé au bord d'un grand cratère, qui a ensuite été rempli de lave. D’autres pensent que le volcan s’est formé sur la surface ouverte de Mars et qu’il a simplement atteint sa taille actuelle au fil du temps.
La preuve de la possibilité qu'Olympus Mons ait été autrefois une île vient de la présence d'un certain nombre de grandes mesas au sommet plat autour de la base du volcan. On pense que ces mesas sont les restes d’îles volcaniques autrefois situées dans une mer recouvrant une grande partie de la surface de Mars.
La théorie selon laquelle Olympus Mons était autrefois une île est étayée par le fait que le volcan est situé dans la province volcanique de Tharsis, qui aurait été le site d'une grande activité volcanique dans le passé. Cependant, il n’existe aucune preuve définitive qu’Olympus Mons ait jamais été une île, et la question restera probablement un sujet de débat pendant un certain temps encore.