镜泊湖为地质造山运动形成的。 距今约14万年前，牡丹江的支流莲花河、温春河等水流到这里，汇聚成了一个巨大的湖泊，镜泊湖由此诞生。
镜泊湖的形成与地质运动和冰川侵蚀等因素有关。在大约20万年前，牡丹江的支流莲花河改道，从今牡丹江市南侧绕流而过，留下了大片玄武岩的火山岩浆，经过长时间的水浸蚀和冲刷，形成了今日的镜泊湖。
具体来说，镜泊湖的形成大致经历了三个阶段：
1. 第一阶段：火山熔岩喷发后，形成大面积熔岩台地，为后来的湖泊形成提供了基础。
2. 第二阶段：随着时间的推移，熔岩台地逐渐被水浸蚀和切割，形成了大小不一的湖泊群。同时，冰川的侵蚀和搬运也在这个阶段发挥了重要作用。
3. 第三阶段：经过漫长的地质年代，湖泊群逐渐连成一体，形成了今日的镜泊湖。
因此，镜泊湖的形成历史可以追溯到大约20万年前，是由火山熔岩、水浸蚀、冰川侵蚀等多种因素共同作用形成的。
镜泊湖为地质造山运动时期火山喷流物所形成的天然湖泊^[2]^。
距今约12万年前，牡丹江的支流莲花河、温春河等诸水，从不同的谷地发源，汇集于小山沟中，奔流而下，所带的泥沙和砾石在河床中磨蚀，形成许多深浅不一的浅“水泊”和“水潭”，其中最大的一个“水泊”就是现今的镜泊湖的雏形^[4]^。
在距今0.7亿年前，牡丹江的上游山区发生多次强烈的火山熔岩喷发，含有大量物质的熔岩喷到地表，迅速冷却之后形成了坚硬的岩层，覆盖住了原本的河床，再加上长期经流水的侵蚀、剥蚀和掏蚀，坚硬而巨大的岩层切割成近似菱形的不规则形状；同时又经过张性大裂隙切割，形成我们现在看到的潭清如镜、风光秀丽、景色宜人的天然湖泊^[3]^。