Morské oko predstavuje perlu najvýchodnejšieho slovenského vulkanického pohoria – Vihorlatských vrchov.

Sopečná činnosť tu začala približne pred 16 až 15 miliónmi rokov – v geologickom období spodného bádenu, najbúrlivejšie sa prejavila v rozmedzí od 12,5 do 9,5 milióna rokov – vo vrchnom sarmate až spodnom panóne. Charakteristickým znakom tohto procesu bol vznik a vývoj andezitových vulkánov (sopiek) a stratovulkánov (zmiešaných navrstvených sopiek).

  Morské oko, rok 1885

V blízkosti Morského oka – nad obcou Remetské Hámre – sa stretávajú dva výrazné reťazce andezitových stratovulkánov. Východnú časť pohoria tvoria izolované stratovulkány Popriečny, Diel a Morské oko, v západnej časti ide o splývajúce stratovulkány Kyjov, Sokolský potok, Kamienka a Vihorlat.

Najväčší stratovulkán predstavuje Morské oko. Odvodňuje ho potok Okna a okolo – v podobe prstenca – sa tiahne hrebeň s vrcholmi Roh, Fedkov, Nežabec, Sninský kameň, Motrogon, Veľká Tŕstia a Lysák. Najvyššiu nadmorskú výšku dosahujú vrchy Nežabec (1 023 metrov n. m.), Motrogon (1 018 metrov n. m.) a Sninský kameň (1 006 metrov n. m.).

Dominantnú horninu tvorí andezit, v okolí Morského oka sa vyskytuje i železná ruda (v minulosti ju tiež ťažili). Významným mineralogickým náleziskom je aj lokalita Kapka – zaznamenaných tu bolo viac ako 60 druhov minerálov.