Сложное вулканическое сооружение. Детали строения вулкана трудно поддаются изучению из-за плохой обнаженности. Формирование вулканической постройки началось около 0,5 млн. лет назад. За этот период произошло по крайней мере три крупных катастрофических события, связанных с образованием кальдер 6, 3, и 1 км в диаметре. Последний этап активизации вулкана связан с формированием экструзивного купола андезидацитового состава 2,2 тыс лет назад. Мощность пепловых горизонтов, в районе аэропорта Менделеева, образовавшихся вследствие этого этапа эруптивной деятельности вулкана достигает 1,5м.

В настоящее время на вулкане Менделеева выделяются четыре участка фумарольной активности: это сольфатарные поля северо-западное, северо-восточное, восточное и юго-восточное. Все участки находятся на высоте 350-400 м и, вероятно, приурочены к кольцевому разлому вокруг вулкана Менделеева. Два мощных паровых выхода имеются на северо-западном поле, на остальных участках они многочисленны, но невелики и рассредоточены. Максимальная температура отдельных фумарольных выходов за последние годы достигала 108-110 градусов. Единственное историческое извержение, отмеченное Мильном, произошло в районе северо-восточного сольфатарного поля в 1880 году и, вероятно, было фреатическим. В непосредственной близости от вулкана Менделеева находятся пос.Горячий Пляж, аэропорт и Геотермальная станция.