五大连池位于黑龙江省漠河支流的白河上游，德都县以北约23公里处。1719年，这一地区的老黑山和火烧山两座火山喷发，喷出的玄武岩流堵塞了白河，从而形成了今日的五大连池。
这次火山活动是中国近代史上最晚一次较大规模的火山喷发，开始于清康熙五十八年（公元1719年），但大量熔岩喷出是在1720～1721年。清康熙六十年（公元1721年）江苏吴江人吴振臣在《宁古塔纪略》一文中曾记述了此次火山喷发的情景：“……离城五十里有水荡，周围三十里，于康熙五十九年六七月间，忽烟火冲天，其声如雷，昼夜不绝，声闻五六十里，其飞出者皆黑石、硫磺之类，经年不断，竟成一山，兼有城廓，热气逼人三十余里，只可登远山而望。今余气渐衰，时隔数里，人仍不能近。”这是当时有关火山喷发情景较详细的记载。
火山喷发时，巨大的熔岩流顺坡而下，迫使水荡东移，并堵塞了白河，形成了由石龙河贯穿其中的5个小湖。五大连池的水从北面的五池，经四池、三池、二池入头池，再注入石龙河南下。其中以三池面积最大，五池次之，头池最小，总面积为18.47平方公里。湖的深度以三池最深达12米，二池9.2米，头池最浅仅1～2米，水草丛生。五池总蓄水量为1.7亿立方米；补给水量虽不甚丰沛，但湖水终年不枯，水质较好，含氧量高。湖中浮游生物和底栖生物均很丰富，适宜鱼类的生长繁殖，年产鲜鱼5～6万斤。
五大连池火山群由14座火山组成，分布在东西长36公里，南北宽25公里的范围内。池的西岸，有一片占地68平方公里的玄武岩石龙台地，1720～1721年老黑山和火烧山喷发时就位于这块熔岩台地之上，现在它已成为中国近代熔岩地貌景观保存最好的天然火山博物馆。