Tọa lạc ở độ cao khoảng 2.200m so với mực nước biển, hồ Thiên Chi (hay còn gọi là hồ Thiên Đường) nằm ngự trị ngay trên đỉnh ngọn núi lửa Trường Bạch khổng lồ đang tạm ngưng hoạt động. Theo đánh giá của UNESCO, đây là hồ nước hình thành từ miệng núi lửa cao nhất và rộng nhất khu vực Đông Bắc Á. Đồng thời, một nghiên cứu công bố gần đây cũng xác nhận Thiên Chi chính là hồ nước sâu nhất Trung Quốc với độ sâu tối đa lên tới 373m và diện tích bề mặt trải rộng khoảng 9,2 km2.
Bao quanh lòng hồ kỳ vĩ này là 16 đỉnh núi thuộc dãy Trường Bạch. Toàn bộ lòng hồ thực chất là một hõm chảo núi lửa khổng lồ, kết quả của hàng loạt đợt phun trào dữ dội trong quá khứ. Trong đó, thảm họa phun trào mang tên "Thảm họa thiên niên kỷ" diễn ra vào năm 946 được ghi nhận là một trong những đợt phun trào núi lửa lớn nhất trong lịch sử hiện đại của nhân loại.
Dấu vết trữ nước trên đỉnh núi bắt đầu xuất hiện sau đợt phun trào tiền sử Thiên Văn Phong cách đây từ 40.000 đến 70.000 năm. Kể từ mốc thời gian đó, hồ Thiên Chi liên tục trải qua các chu kỳ cạn khô rồi lại được lấp đầy nhờ lượng mưa, tuyết tan và hệ thống địa nhiệt hoạt động mạnh mẽ bên dưới lòng đất liên tục đẩy nước dâng lên qua các đường đứt gãy.
Đầu những năm 2000, hàng loạt tin đồn lan truyền về sự xuất hiện của một quái vật vĩ đại có đầu hình đầu ngựa sống dưới lòng hồ. Tuy nhiên, giới khoa học đã nhiều lần lên tiếng bác bỏ và bày tỏ sự nghi ngờ, khẳng định điều kiện môi trường khắc nghiệt tại đây khó có thể nuôi sống bất kỳ sinh vật kích thước lớn nào.
Xét về mặt địa chất, núi Trường Bạch được đánh giá là một trong những núi lửa bảo tồn nguyên vẹn nhất suốt nhiều triệu năm qua. Loại hình núi lửa này được tạo thành từ các lớp dung nham đông đặc, tro bụi và mảnh vụn đá xếp chồng lên nhau qua nhiều lần phun trào. Vì lưu giữ đầy đủ các giai đoạn phát triển núi lửa một cách chi tiết kinh ngạc, nơi đây được ví như một "lớp học ngoài trời" vô giá cho ngành địa chất học.
Tại Triều Tiên, ngọn núi này được gọi là núi Paektu (Bạch Đầu), mang ý nghĩa là "ngọn núi đỉnh trắng", trong khi tên gọi trong tiếng Trung Quốc lại mang ý nghĩa "ngọn núi mãi mãi màu trắng".
