Le piton de la Fournaise forme la partie actuellement active d'un volcan bouclier plus large : le massif du Piton de la Fournaise dont les roches les plus anciennes connues ont été formées il y a environ 530 000 ans. Ce massif constitue avec le massif du Piton des Neiges, d'âge plus ancien, l'île de La Réunion telle qu'on la voit de nos jours.
Le piton de la Fournaise, comme on le connaît aujourd'hui, date d'environ 4 700 ans. Cet âge correspond à l'effondrement majeur qui a donné naissance à l'enclos Fouqué en s'accompagnant d'explosions cataclysmiques.
On trouve des traces de ces explosions sous la forme de dépôts dits des « cendres de Bellecombe » visibles dans un rayon de dix kilomètres. Le contour de l'effondrement reste très clairement visible dans le paysage, formant une falaise continue de 150 à 200 mètres de dénivelé. Les éruptions qui ont ensuite suivi régulièrement ont reconstitué au centre de la zone d'affaissement le cône central du piton de la Fournaise.


La plupart des éruptions se produisent dans l'Enclos ou dans les cratères sommitaux de manière effusive. Elles débutent par l'apparition d'une ligne de fissures longue de quelques centaines de mètres (parfois de plusieurs kilomètres) d'où les laves jaillissent en rideau. Puis au bout de quelques minutes à plusieurs heures, l'éruption se concentre en un seul ou en quelques points. À ces points de sortie, les laves sont propulsées de manière plus ou moins saccadée au rythme des coups de pression. Une partie de la lave libérée peut rester fluide et se répandre ; elle dévale les pentes sous forme de coulées de surface ou à l'intérieur de tunnels de lave. Une autre partie des laves libérées peut être projetée violemment à plusieurs dizaines de mètres en hauteur. Au cours de la projection, la lave se fige au contact de l'air et en retombant s'accumule au sol. Cela provoque l'édification de cônes de projections appelés localement pitons. Une même éruption peut connaître plusieurs phases successives avec apparition de nouvelles fissures et de nouveaux points de sortie.
Ce type d'éruption effusive survient en moyenne plus d'une fois par an (bien que parfois le piton de Fournaise soit demeuré assoupi pendant plusieurs années consécutives) et ne présente pas de danger pour les populations. Les seuls risques à distance sont liés à l'émission éventuelle de cheveux de Pélé ou à une pollution atmosphérique par accumulation de gaz soufrés. Chaque éruption dure de quelques heures à plusieurs mois.Il arrive cependant que certaines éruptions de ce type se produisent en dehors de l'Enclos. Elles peuvent alors affecter des zones habitées, comme en 1977 où les coulées ont détruit une partie du village de Piton Sainte-Rose. Les éruptions hors Enclos surviennent en moyenne tous les cinquante ans mais à un rythme irrégulier ; au cours des trois derniers siècles certaines se sont succédé à simplement quelques mois ou quelques années d'intervalle.
De temps à autre il se déclenche par ailleurs des effondrements dûs au poids des roches sur le toit d'une chambre magmatique qui s'est vidée latéralement. Ces phénomènes se manifestent en surface par la formation d'un cratère d'effondrement : les cratères Bory et Dolomieu en sont les exemples. Le cratère Dolomieu s'est ainsi effondré puis comblé à plusieurs reprises.
Si l'effondrement entraîne du magma ou des roches encore brûlantes au contact brutal de gisements d'eau contenus dans la structure du volcan, il peut se produire une explosion dite phréato-magmatique. Il apparaît alors un panache explosif qui projette des roches aux alentours et disperse des cendres sur l'île et au delà. Une explosion importante serait survenue en 1860, car le pont du navire Marie-Elisa qui naviguait à trente kilomètres au nord-est de l'île fut couvert de cendres.Plus récemment, une explosion en 1961 a formé un panache de cendres jusqu'à 6 000 mètres d'altitude et une autre en mars 1986 a créé dans le Dolomieu un cratère de plus de cent cinquante mètres de profondeur.
Le 6 avril 2007 a débuté une succession rapprochée d'effondrements dans le cratère Dolomieu, engloutissant en moins d'un mois environ 150 millions de m³ de roches dont l'essentiel dans les premières 24h et formant un puits estimé à plus 350 m de profondeur. Aucune explosion n'a cependant été constatée, les panaches observés n'étant constitués que de l'importante quantité de poussières soulevée par les éboulements.
Les coulées qui descendent les pentes du volcan peuvent prendre deux formes différentes, typiques du volcanisme basaltique : elles peuvent être lisses, dites de type pahoehoe, ou en grattons, dites de type aa. Au départ, il s'agit de laves de même composition : ce sont généralement des basaltes aphyriques ou à olivine. Si l'écoulement se produit sans heurts, la lave reste lisse en surface et en se refroidissant forme des figures de draperies (on parle de laves cordées). Si l'écoulement est plus brutal, la libération des gaz forme en surface une sorte de "mousse" de blocs irréguliers : les gratons. À tout moment une lave de type pahoehoe peut se transformer en lave de type aa, alors que l'inverse est impossible.
La vitesse d'avancement d'une coulée dépend du débit et de la pente. Cependant le front de coulée se solidifiant au contact du sol froid ne peut progresser qu'assez lentement (au plus quelques km/h). En revanche, dès lors qu'une coulée a tracé son emprise, la lave peut y circuler à grande vitesse (plusieurs dizaines de km/h).
Certaines coulées qui sont alimentées abondamment ou qui proviennent d'éruptions à basse altitude atteignent le rivage et se jettent dans l'océan. Le contact avec l'eau salée provoque un panache de vapeur d'eau condensée et la formation de gaz irritants, notamment d'acide chlorhydrique. Les laves qui continuent à s'écouler et à s'ébouler sous l'eau se refroidissent en formant des pillow lavas, tandis qu'une plate-forme rocheuse se construit peu à peu agrandissant le contour terrestre de l'île.
Au total, depuis 1650, date des premières observations dont il subsiste des traces écrites, près de 300 éruptions ont été enregistrées. Elles ne le sont systématiquement que depuis le milieu du XX^e siècle.
Depuis que le volcan est observé, les éruptions ont le plus souvent été recensées dans les trois^[8] cratères sommitaux du cône central ou à l’intérieur de l’Enclos.
Cependant, des éruptions fissurales hors de l’Enclos se sont déjà produites, dont les plus marquantes survenues récemment :

• en 1977, à proximité du village de Piton-Sainte-Rose (Sainte-Rose) qui fut en partie détruit ;
• en 1986, près du village du Tremblet (Saint-Philippe) où huit habitations^[9] furent détruites par les coulées de la ravine Takamaka et de la Pointe de la Table.

Après une période d’inactivité de plus de cinq ans entre 1992 et 1998, le piton de la Fournaise est redevenu très actif. À la suite de l’éruption grandiose de mars 1998 qui dura 196 jours, deux ou trois épisodes éruptifs sont survenus chaque année.
La grande éruption de 2007, débutée le 2 avril 2007 a connu une rare intensité. La fissure apparue à basse altitude a émis des hautes fontaines de lave qui ont déversé dans l’océan avec un débit impressionnant des millions de m³ de roches en fusion. Les habitants du village du Tremblet situé à proximité, vivant dans l’angoisse d’une sortie de lave hors Enclos qui ne s’est finalement pas produite, ont néanmoins subi des retombées de cendres et de lapillis, diffusion de gaz soufrés et de vapeurs acides, et des incendies de forêt. Le soutirage de la lave contenue dans les chambres magmatiques présentes à l’intérieur du volcan a par ailleurs provoqué un effondrement colossal du cratère Dolomieu.
Les dernières éruptions se sont déroulées assez discrètement à l'intérieur du cratère Dolomieu effondré, l'une du 21 septembre au 2 octobre 2008, la suivante du 27 au 28 novembre 2008 et la plus récente du 15 décembre 2008 au 4 février 2009