Вчені помітили, що згаслий вулкан Олімп має морфологічну схожість із земними вулканічними островами, на яких виникають розломи на схилах у місцях переходу від води до повітря через різкий контраст в’язкості лави в цих середовищах.
Імовірно, верхній край 6-кілометрового уступу навколо Олімпу утворився внаслідок стікання лави у воду. Схожі особливості рельєфу виявлено і на північному схилі марсіанського вулкана Альба Монс, розташованого за 1800 кілометрів від Олімпу.
Вік вулканічної активності Олімпу коливається від 10 до 3,8 мільярда років. Вважається, що більшість зростання вулкана відбулася близько 3 мільярдів років, що збігається з періодом існування можливого марсіанського океану. Вулкан представляє інтерес для досліджень достатком особливостей: на вершині спостерігаються кілька концентричних западин, утворених вертикальним обвалом кальдери; серія рельєфних “терас”, які можуть бути краями потужних лавових потоків; дугоподібні скелі, які називаються базальними відкладеннями, що простежуються навколо вулкана; великий ореол хаотичних шарів, які могли утворитися або з лавових потоків, або з пізніх льодовикових відкладів; і, нарешті, тектонічні особливості, такі як вузькі грабени у різних секторах вулкана.
Найбільшою загадкою для вчених є походження базальних відкладень. Попередня версія полягала в тому, що це серія уступів, що утворилися внаслідок зсувних процесів. Однак більша частина вулкана увігнутау до форми, що здається несумісною з утворенням за допомогою зсувів.
За новою версією, на їхнє формування, можливо, вплинула присутність рідкої води. Проте точний взаємозв’язок між зростанням вулкана і висотою і глибиною рівня води залишається неясним, оскільки верхній край більшої частини укосу на кілька кілометрів вище за рівень існуючого океану. Берегові лінії Олімпу можуть бути датовані радіометричними методами, що дозволить відстежити рівні рідкої води на ключових часових етапах і надасть цінну інформацію про еволюцію марсіанських океанів.
