L'ensemble du massif, vieux de 2 millions d'années, constitue un strato-volcan, aujourd'hui, éteint qui émerge de manière solitaire de la savane qui l'entoure, la surplombant d'un dénivelé de plus de 5000 mètres. Tel est le panorama que découvriront les trekkeurs à leur arrivée devant ce site mythique de l'Afrique. 

Le Kilimandjaro regroupe trois cratères : Shira (3900 mètres), le plus vieux, Mawenzi (5150 mètres) à la physionomie découpée, ainsi que Kibo (5895 mètres), le plus haut et aussi celui que gravissent chaque année des milliers de randonneurs. Le Mawenzi et le Kibo sont séparés par la "Saddle", la selle, aire de lave pétrifiée en forme de plaine allongée (11 km), légèrement incurvée.

Il couvre une superficie de 388 500 hectares, ce qui en fait l'un des plus grands volcans du monde. Sa plus grande particularité reste sans doute la couche de neiges éternelles qui couvrent son sommet.

Le cratère circulaire du Kibo, large de 2,4 kilomètres et long de 3,6 kilomètres, est une caldeira (le sommet a disparu suite à une éruption volcanique). Au centre se trouve un second cratère d'un diamètre de 800 mètres et d'une hauteur de 150 mètres, avec un cône de cendre qui chapeaute la tête de la cheminée volcanique. Le Kilimandjaro présente des centaines de cônes adventifs qui se trouvent plus particulièrement le long d'une ligne SE-NO.

La calotte glaciaire du Kilimandjaro, baptisée « glacier Furtwängler », est confinée au Kibo. Au début du XXe siècle, le glacier principal s'étendait sur environ 12 km2 ; il ne couvre plus, actuellement, que 2 km2. Si le réchauffement se poursuit, les neiges du Kilimandjaro devraient avoir complètement disparu entre 2015 et 2020. 

Si le Kibo reste le nom d'un des volcans, le sommet est appelé Uhuru Peak depuis le 8 décembre 1961 à minuit, jour de l'indépendance de la Tanzanie où une flamme de la liberté y fut allumée.

Le Kilimandjaro est intégralement inclus dans le parc national de Kilimandjaro.

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