Santa Maria ist Teil der Vulkankette Sierra Madre in Guatemala. Es begann vor 30.000 Jahren auszubrechen. Es ist ein Stratovulkan, dessen Gipfel etwa 1.600 Meter über der nahe gelegenen Stadt Quetzaltenango thront. Sein Ausbruch im Jahr 1902 war der zweitgrößte Vulkanausbruch des 20. Jahrhunderts und der fünftgrößte der letzten zwei bis drei Jahrhunderte. Der Vulkan Santiaguito ist mit Santa Maria verbunden.
Als kegelförmiger Berg spuckt Santa Maria sowohl Basalt- als auch Andesit-Laven. Der Ausbruch von 1902, der eine mindestens 500-jährige Ruhephase beendete, dauerte 19 Tage und erzeugte eine Aschewolke mit einer geschätzten Höhe von 25 Meilen. Mindestens 5.000 Menschen starben als direkte Folge des Ausbruchs, weitere starben durch den folgenden Malaria-Ausbruch.
Der Zwillingsgipfel Santiaguito, der sich in einem Krater bildete, der von der Eruption von 1902 hinterlassen wurde und seine innere Struktur mit Santa Maria teilt, brach 1922 aus und gilt seitdem als aktiv. Als die Kuppel von Santiaguito 1929 teilweise einstürzte, lagen die Schätzungen der Todesopfer zwischen mehreren Hundert und mehreren Tausend. Obwohl Lavaströme selten vorkommen, haben Schäden durch Erdrutsche, die als Lahars bekannt sind, immer wieder nahe gelegene Städte und Infrastruktur zerstört. Geologen befürchten, dass Santiaguito zusammenbrechen und zusätzliche gefährliche Erdrutsche verursachen könnte.
