A Mariana-árok – mint minden [[óceáni árok|mélytengeri árok]] –keletkezhet óceáni és szárazföldi ütközés kor is– két egymással ütköző óceáni kőzetlemez találkozásánál alakult ki. A Mariana-árok esetében a különböző típusú kőzetlemez-mozgások közül a két óceáni lemez ([[Csendes-óceáni-lemez|Csendes-óceáni-]], és Fülöp-lemez) ütközése zajlik. Az óceáni kőzetlemezek sűrűsége nem sokkal kisebb (kb. 3 g/cm³), mint a köpeny sűrűsége (3,4 g/cm³), ezért az egyik, általában az idősebb, jobban lehűlt, valamivel nagyobb sűrűségű lemez bukik a fiatalabb alá. Az alábukás vonalán alakul ki a mélytengeri árok. Az alábukó lemez anyaga a mélységi nyomás és hő hatására megolvad. A megolvadt anyag ezután – mivel új környezeténél kisebb sűrűségű – újra a felszínre nyomul, s [[Tűzhányó|vulkánok]] sorát kialakítva akár több ezer km hosszú vulkáni ívet is képezhet. Így alakult ki a [[Mariana-szigetek|Mariana-szigetcsoport]] is, melynek 14 szigete közül néhányon ma is tapasztalható vulkáni működés.
