Die Caldeira de Santa Barbara gehört zum gleichnamigen Vulkan, den man bis zur 1.021 m hohen Spitze mit dem Auto befahren kann.

Vom Gipfel auf 1.021 m genießt man am Miradouro da Serra de Santa Barbara einen herrlichen Rundumblick. Es ist zugleich der höchste Punkt der Insel Terceira.
Auch die Nachbarinseln Sao Jorge, Pico und Graciosa sind am Horizont zu sehen. Allerdings ist der Gipfel oft in Wolken gehüllt.

Das Vulkanmassiv hat einst den gesamten Westteil der Insel Terceira geschaffen. Es hat einen Durchmesser von ca. 8,5 km.

Der Krater ist flach und hat selbst einen Durchmesser von ca. 2 km und eine Tiefe von ca. 150 m. Kleinere Vulkankegel ragen an mehreren Stellen heraus. Der Kraterboden liegt bei 831 m deutlich unter dem Rand.
Im nordöstlichen Teil des Kraters liegt der kleine ovale Lagoa Negra, der gerade im Winter von vielen Wandervögeln zwischen Europa und Amerika gern besucht wird.

Der nördliche Rand wird vom 829 m hohen Pico Rachado markiert.

Vier kleine Vulkankegel bilden das Gebiet der Misterios Negros östlich des eigentlichen Vulkanmassivs. Sie entstanden teilweise erst beim Ausbruch am 17. April 1761. Das Gebiet ist daher heute noch nur spärlich bewachsen.

Rund um den Vulkan Santa Barbara erhebt sich an der Südwestseite der Höhenzug Serra de Santa Barbara. Hier stehen einige Funkantennen.
Der Vulkan war zuletzt 1761 und 1867 aktiv. Damals floss die Lava bis hinab in den Ort Serreta.

Das gesamte 1.100 ha große Gebiet um den Gipfel des Santa Barbara samt Kessel, Pico Rachado sowie den Misterios Negros und dem Lagoa do Negro ist als Naturschutzgebiet Reserva Florestal Natural da Serra de Santa Barbara e Misterios Negros ausgewiesen.

Das Gebiet ist allerdings häufig in Nebel gehüllt. Der jährliche Niederschlag liegt bei immerhin 3.000mm und die durchschnittliche Luftfeuchte bei 98%. Die Temperaturen schwanken zwischen 3°C im Winter und 22,6°C im Sommer. Häufig fegt der Wind über das Hochland.