Localizada no centro da ilha, apresenta um diâmetro de 2 km, um perímetro de 8 km e uma profundidade de cerca de 400 m. A Caldeira resulta do abatimento de um grande cone vulcânico existente no passado. A sua formação foi resultado de sucessivas e violentas erupções, que cobriram cerca de dois terços da ilha com pedra-pomes. Existia uma lagoa no seu interior, mas com a erupção do Vulcão dos Capelinhos (1957/58), entre 14 de Maio e 24 de Outubro 1958, apareceram umas pequenas fissuras no solo, por onde saíram umas fumarolas com cheiro a enxofre e por onde a água escorreu. No seu interior, podemos encontrar toda a flora representativa dos Açores e Macaronésia, como cedro, faia, urze, zimbro, vários musgos, entre outros, e, devido a essa presença, a descida só pode ser feita com o acompanhamento de um guia certificado. O perímetro pode ser feito sem guia. Durante o percurso encontra-se o Cabeço Gordo, o ponto mais alto da ilha, com 1043 m de altitude.