Η εντυπωσιακή χερσόνησος πάνω στην οποία έχει κατασκευασθεί το βυζαντινό κάστρο της Μύρινας περιβάλλεται από δύο αμμώδεις παραλίες τον Ρωμέικο και τον Τούρκικο Γιαλό. Η χερσόνησος του κάστρου δημιουργήθηκε πριν 19,3-18,2 εκατομμύρια χρόνια όταν η έντονη ηφαιστειακή δραστηριότητα προκάλεσε την άνοδο του μάγματος μάγματος δακιτικής σύστασης. Η παχύρευστη λάβα διείσδυσε στο φλοιό όπου ψύχθηκε επιτόπου σχηματίζοντας τον χαρακτηριστικό ηφαιστειακό θόλο με απότομες πλαγιές.

Ο ιστός του ηφαιστειακού πετρώματος είναι πορφυριτικός, δηλαδή μπορεί κάποιος να διακρίνει με γυμνό μάτι κρυστάλλους ορυκτών μέσα στην υαλώδη μάζα. Τα ηφαιστειακά πετρώματα της Μύρινας ανήκουν στην ομάδα των νεότερων ηφαιστειακών σχηματισμών της Λήμνου.

Η ηφαιστειακή δομή επηρεάζεται από χαρακτηριστικές τεκτονικές δομές που σμιλεύουν τον ηφαιστειακό δόμο της Μύρινας. Εντυπωσιακή είναι η σχεδόν κατακόρυφη επιφάνεια του ΒΒΔ-ΝΝΑ ρήγματος που διέρχεται μέσα από τη Β’ πύλη (βόρεια) είσοδο του Κάστρου.

Οι λάβες του ηφαιστειακού δόμου της Μύρινας έχουν διαβρωθεί επιφανειακά, σχηματίζοντας εντυπωσιακά ταφόνι, που αποτελούν δομές κυψελοειδούς διάβρωσης με μικρές και μεγάλες σπηλαιώδεις κοιλότητες. Οι δομές αυτές εμφανίζονται σε παράκτιες εμφανίσεις πυριγενών πετρωμάτων που υφίστανται τη δράση του νερού, του ανέμου και του θαλάσσιου σπρέι.

Το μεσαιωνικό Κάστρο της Μύρινας δεσπόζει πάνω στον ηφαιστειακό θόλο και είναι ένα από τα μεγαλύτερα σε έκταση οχυρά του Αιγαίου. Η οχύρωση αυτής της απόκρημνης θέσης χρονολογείται από τον 13ο αιώνας π.Χ., ωστόσο το κάστρο οφείλει τη σημερινή δομή του στην ανακατασκευή του τον 15ο αιώνα μ.Χ από τους Γενουάτες ηγεμόνες Γατελούζους.